JP7088094B2 - 半導体装置 - Google Patents

Description

本開示は、半導体装置に関する。

従来、半導体装置の一例として電気回路装置がある。この電気回路装置は、正極側電極と負極側電極とを積層させる構造を有している。また、電気回路装置は、正極側電極と負極側電極とを積層させるために、正極側電極及び負極側電極に中間電極を積層させている。

特許第４５６４９３７号公報

電気回路装置は、正極側電極と負極側電極とを積層させることで配線のインダクタンスの低減が期待できる。しかしながら、電気回路装置は、正極側電極及び負極側電極に加えて、中間電極を積層させているため、体格が大きくなるという問題がある。

本開示は、上記問題点に鑑みなされたものであり、インダクタンスを低減しつつ、体格が大きくなることを抑制できる半導体装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本開示は、
第１半導体素子（１１）と、
第１半導体素子と直列接続された第２半導体素子（１２）と、
第１端子（３１、３１２、３１３）と、
第１端子との間で電流が流れる第２端子（４１、４１２、４１３、４１４）と、
第１半導体素子と第２半導体素子の両方に対向配置され、第２端子と電気的に接続された第１金属板（４０、４０２）と、
第１金属板との間に第１半導体素子が配置された状態で、第１金属板と対向配置され、第１端子と電気的に接続された第２金属板（３０、３０２）と、
第１金属板との間に第２半導体素子が配置された状態で、第１金属板と対向配置された第３金属板（７０）と、を備え、
第２半導体素子は、第３金属板側の電極が第３金属板と電気的に接続され、第１金属板側の電極が第１金属板と電気的に接続され、
第１半導体素子は、第２金属板側の電極が第２金属板と電気的に接続され、第１金属板側の電極が第３金属板と電気的に接続されるとともに、絶縁体（６１、５１３、５１４、２０６ａ、２０８ａ）によって第１金属板と電気的に絶縁された状態で熱的に接続され、
第１半導体素子、第２半導体素子、第１金属板、第２金属板、第３金属板を覆う封止樹脂部（２０、２０２、２０６、２０８）を備えており、
第１金属板は、第１半導体素子及び第２半導体素子と対向する面の反対面が封止樹脂部から露出し、
第２金属板は、第１半導体素子と対向する面の反対面が封止樹脂部から露出し、
第３金属板は、第２半導体素子と対向する面の反対面が封止樹脂部から露出している半導体装置。

このように、本開示は、第１端子から第２端子、もしくは、第２端子から第１端子へと電流が流れる。前者の場合、本開示は、第１端子、第２金属板、第１半導体素子、第３金属板、第２半導体素子、第１金属板、第２端子の順で電流が流れる電流経路が形成されている。後者の場合、本開示は、第２端子、第１金属板、第２半導体素子、第３金属板、第１半導体素子、第２金属板、第１端子の順で電流が流れる電流経路が形成されている。

そして、本開示は、第２金属板から第３金属板への電流経路が、第１金属板の電流経路と対向配置され、電流の向きが逆向きとなっている。

よって、本開示は、第１端子から第２端子までの電流経路において、電流経路が対向配置され、電流の向きが逆向きとなる区間を増やすことができ配線のインダクタンスを低減できる。さらに、本開示は、中間電極を用いることなくインダクタンスを低減できるため、体格が大きくなることを抑制できる。

また、上記目的を達成するさらなる特徴は、
第１半導体素子（１１）と、
第１半導体素子と直列接続された第２半導体素子（１２）と、
第１端子（３１５、３１７）と、
第１端子との間で電流が流れる第２端子（４１５、４１７）と、
第１半導体素子と第２半導体素子の両方に対向配置され、第１端子と電気的に接続された第１金属板（３０、３０７）と、
第１金属板との間に第１半導体素子と第２半導体素子が配置された状態で、第１半導体素子と第２半導体素子の両方に対向配置された第２金属板（７０）と、を備え、
第１半導体素子は、第２金属板側の電極が第２金属板と電気的に接続され、第１金属板側の電極が第１金属板と電気的に接続されるとともに、正極金属板を介して第１端子と電気的に接続され、
第２半導体素子は、第２金属板側の電極が第２金属板と電気的に接続され、第１金属板側の電極が第２端子と電気的に接続され、且つ、絶縁体（５１５、２０７ａ、２０９ａ）によって第１金属板と電気的に絶縁された状態で熱的に接続されたことにある。

このように、本開示は、第１端子から第２端子、もしくは、第２端子から第１端子へと電流が流れる。前者の場合、本開示は、第１端子、第１金属板、第１半導体素子、第２金属板、第２半導体素子、第２端子の順で電流が流れる電流経路が形成されている。後者の場合、本開示は、本開示は、第２端子、第２半導体素子、第２金属板、第１半導体素子、第１金属板、第１端子の順で電流が流れる電流経路が形成されている。

そして、第１金属板の電流経路は、第２金属板の電流経路と対向して逆向きの電流が流れる。このため、本開示は、第１端子から第２端子までの電流経路において、電流経路が対向配置され、電流の向きが逆向きとなる区間を増やすことができ配線のインダクタンスを低減できる。さらに、本開示は、中間電極を用いることなくインダクタンスを低減できるため、体格が大きくなることを抑制できる。

なお、特許請求の範囲、及びこの項に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本開示の技術的範囲を限定するものではない。

第１実施形態における半導体装置の概略構成を示す平面図である。 図１のII‐II線に沿う断面図である。 図１のIII‐III線に沿う断面図である。 第２実施形態における半導体装置の概略構成を示す断面図である。 第３実施形態における半導体装置の概略構成を示す断面図である。 第４実施形態における半導体装置の概略構成を示す平面図である。 図６のVII‐VII線に沿う断面図である。 図６のVIII‐VIII線に沿う断面図である。 図６のIX‐IX線に沿う断面図である。 第５実施形態における半導体装置の概略構成を示す平面図である。 図１０のXI‐XI線に沿う断面図である。 図１０のXII‐XII線に沿う断面図である。 変形例１における半導体装置の概略構成を示す断面図である。 変形例２における半導体装置の概略構成を示す断面図である。 変形例２における半導体装置の概略構成を示す断面図である。 変形例３における半導体装置の概略構成を示す断面図である。 変形例４における半導体装置の概略構成を示す断面図である。 変形例５における半導体装置の概略構成を示す断面図である。 変形例６における半導体装置の概略構成を示す断面図である。 変形例７における半導体装置の概略構成を示す断面図である。

以下において、図面を参照しながら、本開示を実施するための複数の形態を説明する。各形態において、先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において、構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を参照し適用することができる。なお、以下においては、互いに直交する３方向をＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向と示す。

（第１実施形態）
図１、図２、図３を用いて、第１実施形態の半導体装置１０１に関して説明する。半導体装置１０１は、第１半導体素子１１、第２半導体素子１２、正極金属板３０、正極端子３１、負極金属板４０、負極端子４１、出力金属板７０、出力端子７１などを備えている。半導体装置１０１は、２ｉｎ１パッケージ構造をなしていると言える。半導体装置１０１は、例えば、インバータやコンバータなどの電力変換装置に適用することができる。

なお、本実施形態では、負極金属板４０が第１金属板に相当し、正極金属板３０が第２金属板に相当し、出力金属板７０が第３金属板に相当する。また、本実施形態では、正極端子３１が第１端子に相当し、負極端子４１が第２端子に相当する。

また、半導体装置１０１は、これらの構成要素が封止樹脂部２０で覆われている。詳述すると、封止樹脂部２０は、電気絶縁性の部材によって構成されており、半導体素子１１、１２と、正極金属板３０と、負極金属板４０と、出力金属板７０とを覆っている。つまり、封止樹脂部２０は、これらの構成要素と接しながら、これらの構成要素を封止していると言える。

本実施形態では、一例として、第１半導体素子１１を上アーム半導体素子とし、第２半導体素子１２を下アーム半導体素子とする半導体装置１０１を採用している。また、本実施形態では、半導体素子１１、１２の一例として、ＩＧＢＴ（Insulated‐Gate Bipolar Transistor）とダイオードを一体化したＲＣ－ＩＧＢＴを採用している。半導体素子１１、１２は、両面に電極を有する素子である。また、第１半導体素子１１、第２半導体素子１２は、半導体スイッチング素子である。しかしながら、本開示は、半導体素子１１、１２としてＭＯＳＦＥＴを採用でき、もしくはＩＧＢＴとダイオードを上下アームそれぞれで１素子ずつ配置した計４素子の構成を採用することもできる。

第１半導体素子１１と第２半導体素子１２は、直列接続されている。第１半導体素子１１は、コレクタ電極が正極端子３１と電気的に接続されており、エミッタ電極が第２半導体素子１２のコレクタ電極と電気的に接続されている。第２半導体素子１２は、コレクタ電極が第１半導体素子１１のエミッタ電極と電気的に接続されており、エミッタ電極が負極端子４１と電気的に接続されている。

図１に示すように、第１半導体素子１１と第２半導体素子１２は、ＸＹ平面において矩形状をなしており、Ｘ方向に並んで配置されている。また、図２、図３に示すように、第１半導体素子１１と第２半導体素子１２は、Ｚ方向に厚みを有している。このため、第１半導体素子１１と第２半導体素子１２は、直方体状をなしていると言える。半導体素子１１、１２は、一方の面にコレクタ電極が形成されており、他方の面（反対面）にエミッタ電極が形成されている。

第１半導体素子１１と第２半導体素子１２は、互いのコレクタ電極が同じ方向を向くように配置されている。よって、第１半導体素子１１と第２半導体素子１２は、互いのエミッタ電極が同じ方向を向くように配置されている。つまり、第１半導体素子１１と第２半導体素子１２は、エミッタ電極が負極金属板４０と対向するように配置されている。

図２、図３に示すように、第１半導体素子１１は、負極金属板４０と正極金属板３０との間に配置されている。第１半導体素子１１は、コレクタ電極が正極金属板３０と対向配置されている。コレクタ電極は、導電性の接続部材を介して、正極金属板３０と電気的及び機械的に接続されている。なお、本開示では、導電性の接続部材の一例として、はんだを採用する。しかしながら、導電性の接続部材は、はんだに限定されず、銀ペーストなどであっても採用できる。

第１半導体素子１１は、エミッタ電極が第２絶縁配線基板６０の第１金属体６２と対向配置されている。エミッタ電極は、はんだを介して、第１金属体６２と電気的及び機械的に接続されている。エミッタ電極は、はんだ、第１金属体６２を介して、出力金属板７０と電気的に接続されている。また、エミッタ電極は、第１金属体６２、はんだ、出力金属板７０を介して、第２半導体素子１２のコレクタ電極と電気的に接続されている。さらに、第１半導体素子１１のエミッタ電極は、第２絶縁配線基板６０の第２絶縁基板６１によって、負極金属板４０と電気的に絶縁されている。第２絶縁基板６１は、絶縁体に相当する。

なお、第１半導体素子１１のコレクタ電極は、正極金属板側の電極に相当する。第１半導体素子１１のエミッタ電極は、負極金属板側の電極に相当する。また、第２絶縁配線基板６０に関しては、後程詳しく説明する。

一方、第２半導体素子１２は、負極金属板４０と出力金属板７０との間に配置されている。第２半導体素子１２は、コレクタ電極が出力金属板７０と対向配置されている。コレクタ電極は、はんだを介して、出力金属板７０と電気的及び機械的に接続されている。また、第２半導体素子１２は、エミッタ電極が負極金属板４０と対向配置されている。エミッタ電極は、はんだ及びターミナル８０を介して、負極金属板４０と電気的及び機械的に接続されている。なお、第２半導体素子１２のコレクタ電極は、出力金属板側の電極に相当する。第２半導体素子１２のエミッタ電極は、負極金属板側の電極に相当する。ターミナル８０は、例えば銅やアルミニウムなどの金属によって構成されたブロック体である。

正極金属板３０は、例えば銅やアルミニウムなどの金属によって構成されている。正極金属板３０は、例えば直方体状のブロック体である。本実施形態では、半導体素子１１、１２よりもＺ方向の厚さが十分に厚く、ＸＹ平面における面積が広い正極金属板３０を採用している。よって、半導体装置１０１は、正極金属板３０の対向領域内に第１半導体素子１１がおさまるように配置することができる。また、正極金属板３０は、Ｚ方向において、負極金属板４０と対向配置されている。さらに、正極金属板３０は、負極金属板４０との間に第１半導体素子１１が配置された状態で、負極金属板４０と対向配置されていると言える。

図２に示すように、正極金属板３０は、はんだを介して、正極端子３１と電気的及び機械的に接続されている。よって、正極金属板３０は、正極端子３１と同電位となる。また、正極金属板３０は、電流経路の一部としての機能を有している。

正極金属板３０は、第１半導体素子１１のコレクタ電極とはんだを介して接続されているため、第１半導体素子１１と熱的に接続されているとも言える。よって、正極金属板３０は、第１半導体素子１１から発せられた熱がはんだを介して伝達される。そして、正極金属板３０は、第１半導体素子１１との対向面の反対面が封止樹脂部２０から露出している。このため、正極金属板３０は、第１半導体素子１１から伝達された熱を、封止樹脂部２０から露出した露出面から放熱することができる。このように、正極金属板３０は、ヒートシンクとしての機能を有している。なお、露出面は、周囲の封止樹脂部２０と面一、もしくは、周囲の封止樹脂部２０よりも突出している。また、露出面は、放熱面とも言える。

出力金属板７０は、正極金属板３０と同じ材料で構成されており、正極金属板３０と同様の厚みを有している。しかしながら、図１に示すように、出力金属板７０は、出力端子７１と一体物として構成されている。出力金属板７０は、例えば直方体状のブロック体をなしている。出力端子７１は、出力金属板７０の一部から突出した部位である。よって、出力金属板７０は、出力端子７１と同電位となる。また、出力金属板７０は、電流経路の一部としての機能を有している。なお、出力端子７１と出力金属板７０は、別体に構成された金属体が、はんだなどで接続されていてもよい。

本実実施形態では、ＸＹ平面における面積が正極金属板３０よりも広い出力金属板７０を採用している。詳述すると、出力金属板７０は、正極金属板３０とＹ方向の長さが同様であり、正極金属板３０よりもＸ方向の長さが長い。よって、第２半導体素子１２は、出力金属板７０の対向領域内におさまるように設けられている。また、出力金属板７０は、第２半導体素子１２との対向面に、第１金属体６２を接続するための領域を形成することができる。

出力金属板７０は、正極金属板３０と同様、Ｚ方向において、負極金属板４０と対向配置されている。出力金属板７０は、負極金属板４０との間に第２半導体素子１２が配置された状態で、負極金属板４０と対向配置されている。また、出力金属板７０は、Ｘ方向において、正極金属板３０と並んで配置されている。出力金属板７０と正極金属板３０は、封止樹脂部２０を介して隣り合って配置されている。このため、出力金属板７０と正極金属板３０は、封止樹脂部２０によって電気的に絶縁されている。

出力金属板７０は、第２半導体素子１２のコレクタ電極とはんだを介して接続しているため、第２半導体素子１２と熱的に接続されていると言える。よって、出力金属板７０は、第２半導体素子１２から発せられた熱がはんだを介して伝達される。そして、出力金属板７０は、第２半導体素子１２との対向面の反対面が封止樹脂部２０から露出している。このため、出力金属板７０は、第２半導体素子１２から伝達された熱を、封止樹脂部２０から露出した露出面から放熱することができる。このように、出力金属板７０は、ヒートシンクとしての機能を有している。なお、露出面は、周囲の封止樹脂部２０と面一、もしくは、周囲の封止樹脂部２０よりも突出している。

負極金属板４０は、正極金属板３０と同じ材料で構成されており、正極金属板３０と同様の形状及び厚みを有している。しかしながら、負極金属板４０は、ＸＹ平面における面積が正極金属板３０や出力金属板７０よりも広い。詳述すると、負極金属板４０は、正極金属板３０や出力金属板７０とＹ方向の長さが同様であり、正極金属板３０や出力金属板７０よりもＸ方向の長さが長い。また、負極金属板４０のＸ方向の長さは、正極金属板３０のＸ方向の長さと、出力金属板７０のＸ方向の長さとを加算した長さよりも長い。

よって、半導体装置１０１は、負極金属板４０の対向領域内に、第１半導体素子１１と第２半導体素子１２の両方がおさまるように配置することができる。また、半導体装置１０１は、負極金属板４０の対向領域内に、正極金属板３０と出力金属板７０の両方がおさまるように配置することができる。このように、負極金属板４０は、第１半導体素子１１と第２半導体素子１２の両方に対向配置されている。

図２に示すように、負極金属板４０は、はんだを介して、負極端子４１と電気的及び機械的に接続されている。よって、負極金属板４０は、負極端子４１と同電位となる。また、負極金属板４０は、電流経路の一部としての機能を有している。

負極金属板４０は、第２半導体素子１２のエミッタ電極とはんだを介して接続されているため、第２半導体素子１２と熱的に接続されていると言える。また、負極金属板４０は、第２絶縁配線基板６０の第２金属体６３とはんだを介して接続されている。第２絶縁配線基板６０は、第１金属体６２に、第１半導体素子１１のエミッタ電極が接続されている。後程説明するが、第１金属体６２と第２金属体６３は、第２絶縁基板６１の表裏面に形成された金属体である。第１半導体素子１１で発せられた熱は、第２絶縁配線基板６０を介して負極金属板４０に伝達される。このため、負極金属板４０は、第２絶縁基板６１によって、第１半導体素子１１のエミッタ電極と電気的に絶縁された状態で熱的に接続されていると言える。従って、負極金属板４０は、第１半導体素子１１から発せられた熱と、第２半導体素子１２から発せられた熱が伝達される。

そして、負極金属板４０は、第２半導体素子１２との対向面の反対面が封止樹脂部２０から露出している。このため、負極金属板４０は、両半導体素子１１、１２から伝達された熱を、封止樹脂部２０から露出した露出面から放熱することができる。このように、負極金属板４０は、ヒートシンクとしての機能を有している。

正極端子３１と負極端子４１は、半導体装置１０１の外部に設けられた装置や回路と、半導体装置１０１とを電気的に接続するための端子である。つまり、極端子３１と負極端子４１は、外部接続用端子である。

極端子３１と負極端子４１は、対向配置されている。図１、図２に示すように、正極端子３１は、第２半導体素子１２よりも第１半導体素子１１側に偏った位置に配置されている。正極端子３１は、Ｙ方向において、第１半導体素子１１と隣り合って配置されているとも言える。言い換えると、正極端子３１は、ＸＹ平面のＹ方向において、第１半導体素子１１と並んで配置されている。負極端子４１は、正極端子３１との間で電流が流れる端子であり、正極端子３１と対向配置されている。よって、負極端子４１は、ＸＹ平面において、第１半導体素子１１に対してＹ方向側に配置されている。

正極端子３１と負極端子４１は、互いに電気的に絶縁するために、電気絶縁性の部材である第１絶縁基板５１を間に配置した状態で対向配置されている。また、本実施形態では、一例として、第１絶縁基板５１の表裏面に形成された金属体で構成されたと正極端子３１と負極端子４１を採用している。つまり、正極端子３１と負極端子４１は、第１絶縁配線基板５０における第１絶縁基板５１の表裏面に形成された金属体である。第１絶縁基板５１は、絶縁板に相当する。

第１絶縁配線基板５０は、窒化ケイ素などのセラミックスで構成された第１絶縁基板５１の表裏面に、銅などの金属体で正極端子３１と負極端子４１が形成されて一体化された基板である。つまり、第１絶縁配線基板５０は、第１絶縁基板５１の一方の面に形成された金属体が正極端子３１を含んでおり、第１絶縁基板５１の他方の面に形成された金属体が負極端子４１を含んでいる。正極端子３１、負極端子４１は、例えば、第１絶縁基板５１上に形成された金属体をパターニングすることで形成される。

第１絶縁配線基板５０は、一端が正極電極板３０と負極電極板４０との対向領域に配置されており、その他の部位が対向領域外に配置されている。なお、第１絶縁配線基板５０は、第１絶縁基板５１としてセラミックスを採用しているため熱伝導率が良好である。

半導体装置１０１は、第１絶縁配線基板５０を備えることで、正極端子３１、第１絶縁基板５１、負極端子４１を一つの部品で構成することができる。また、半導体装置１０１は、第１絶縁基板５１によって、正極端子３１と負極端子４１との間の電気絶縁性を確保しつつ、正極端子３１と負極端子４１とを対向配置（平行に配置）することができる。

なお、第１絶縁配線基板５０は、一部が封止樹脂部２０で覆われ、その他の部位が封止樹脂部２０から露出している。第１絶縁配線基板５０は、少なくとも正極端子３１の一部と、少なくとも負極端子４１の一部が封止樹脂部２０から露出している。本開示は、極端子３１と負極端子４１が対向配置されていなくてもよい。また、本開示は、正極端子３１が第２半導体素子１２よりも第１半導体素子１１側に偏った位置に配置されていなくてもよい。

第２絶縁配線基板６０は、窒化ケイ素などのセラミックスで構成された第２絶縁基板６１の表裏面に、銅などの金属体で第１金属体６２と第２金属体６３が形成されて一体化された基板である。第２絶縁配線基板６０は、第２絶縁基板６１の一方の面に形成された金属体が第１金属体６２を含んでおり、第２絶縁基板６１の他方の面に形成された金属体が第２金属体６３を含んでいる。第１金属体６２と第２金属体６３とは、第２絶縁基板６１によって電気的に絶縁されている。第１金属体６２と第２金属体６３は、例えば、第２絶縁基板６１上に形成された金属体をパターニングすることで形成される。

第２絶縁配線基板６０は、第１半導体素子１１に対向する位置、及び出力金属板７０の端部に対向する位置に配置されている。つまり、第２絶縁配線基板６０は、第１半導体素子１１の上方から、出力金属板７０の端部の上方にわたって設けられている。また、第１金属体６２は、第１半導体素子１１に対向する位置、及び出力金属板７０の端部に対向する位置に配置されている。そして、第１金属体６２には、第１半導体素子１１のエミッタ電極と、出力金属板７０が電気的に接続されている。一方、第２金属体６３は、負極電極板４０と電気的に接続されている。

第２絶縁配線基板６０は、上記のように、第２絶縁基板６１としてセラミックスを採用しているため熱伝導率が良好である。よって、第１半導体素子１１から発せられた熱は、はんだ、第２絶縁配線基板６０を介して負極電極板４０に伝達されやすい。このため、第１半導体素子１１のエミッタ電極は、第２絶縁基板６１によって、負極金属板４０と電気的に絶縁された状態で、負極金属板４０と熱的に接続されていると言える。しかしながら、第１半導体素子１１で発せられた熱は、第２絶縁基板６１としてセラミックスを採用していなくても、負極金属板４０に伝達される。

第１金属体６２は、第１半導体素子１１におけるエミッタ電極と出力金属板７０とを電気的に接続する接続部に相当する。第１金属体６２は、図３に示すように、エミッタ電極と対向する対向部、及び出力金属板７０と対向する対向部との間が、両対向部よりも窪んだ凹部６２ａを含んでいる。つまり、凹部６２ａは、第１金属体６２における、Ｚ方向の厚みが周辺よりも薄い部位である。凹部６２ａは、少なくとも第１半導体素子１１の端部におけるＹ方向の全域に対向する位置に設けられている。これによって、第１金属体６２は、第１半導体素子１１のコレクタ電極や正極金属板３０との絶縁距離を確保しやすくなる。

ここで、図２、図３を用いて、半導体装置１０１の動作に関して説明する。図２、図３における破線矢印は、正極端子から負極端子の間の概略的な電流の流れ（電流経路）を示している。なお、電流の向きはインバータ動作状態によるため、正極から負極の向きとは限らない。

半導体装置１０１は、正極端子３１から負極端子４１へと電流が流れる。詳述すると、半導体装置１０１は、正極端子３１、正極金属板３０、第１半導体素子１１、第１金属体６２、出力金属板７０、第２半導体素子１２、ターミナル８０、負極金属板４０、負極端子４１の順で電流が流れる電流経路が形成されている。なお、半導体装置１０１は、Ｎ字タイプの接続構造を有していると言える。また、半導体装置１０１は、各構成要素間を電気的に接続しているはんだにも電流が流れる。しかしながら、ここでは、説明を簡略化するために、省略している。

そして、半導体装置１０１は、図２に示すように、正極端子３１から正極金属板３０への電流経路が、負極金属板４０から負極端子４１への電流経路と対向配置され、電流の向きが逆向きとなっている。また、半導体装置１０１は、図３に示すように、正極金属板３０から出力金属板７０への電流経路が、負極金属板４０の電流経路と対向配置され、電流の向きが逆向きとなっている。詳述すると、半導体装置１０１は、正極金属板３０から第１金属体６２を介する出力金属板７０への電流経路が、負極金属板４０から第２金属体６３への電流経路と対向配置され、電流の向きが逆向きとなっている。

よって、本開示は、正極端子３１から負極端子４１までの電流経路において、電流経路が対向配置され、電流の向きが逆向きとなる区間を増やすことができ配線のインダクタンスを低減できる。さらに、本開示は、中間電極を用いることなくインダクタンスを低減できるため、体格が大きくなることを抑制できる。また、半導体装置１０１は、電流ループを小さくすることができ電気的特性を優れたものとすることができるとも言える。

以上、本開示の好ましい実施形態について説明した。しかしながら、本開示は、上記実施形態に何ら制限されることはなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変形が可能である。以下に、本開示のその他の形態として、第２～第５実施形態、変形例１～７に関して説明する。上記実施形態及び第２～第５実施形態、変形例１～７は、夫々単独で実施することも可能であるが、適宜組み合わせて実施することも可能である。本開示は、実施形態において示された組み合わせに限定されることなく、種々の組み合わせによって実施可能である。

（第２実施形態）
図４を用いて、第２実施形態の半導体装置１０２に関して説明する。半導体装置１０２は、主に、第１絶縁配線基板５０を用いない点が半導体装置１０１と異なる。半導体装置１０２は、半導体装置１０１と同様に、Ｎ字タイプの接続構造を有している。なお、図４は、図２に相当する断面図である。

半導体装置１０２は、正極金属板３０２と正極端子３１２とが一体的に構成された金属部材と、負極金属板４０２と負極端子４１２とが一体的に構成された金属部材とを備えている。正極端子３１２と負極端子４１２は、対向配置されており、封止樹脂部２０２で電気的に絶縁されている。

半導体装置１０２は、半導体装置１０１と同様の効果を奏することができる。さらに、半導体装置１０２は、正極端子３１２と負極端子４１２とを封止樹脂部２０２で電気的に絶縁している。このため、半導体装置１０２は、半導体装置１０１よりも、正極端子３１２と負極端子４１２との絶縁距離を長くすることができる。また、半導体装置１０２は、第１絶縁配線基板５０が不要になり、半導体装置１０１よりも低コスト化できるメリットもある。

（第３実施形態）
図５を用いて、第３実施形態の半導体装置１０３に関して説明する。半導体装置１０３は、主に、絶縁配線基板５０３を用いる点が半導体装置１０１と異なる。半導体装置１０３は、半導体装置１０１と同様に、Ｎ字タイプの接続構造を有している。なお、図５は、図２に相当する断面図である。

絶縁配線基板５０３は、絶縁基板５１３の一方の面に形成された金属体が第１金属体６２と正極端子３１３を含んでおり、絶縁基板５１３の他方の面に形成された金属体が負極端子４１３を含んでいる。負極端子４１３は、第１実施形態の第２金属体６３と負極端子４１とが一体化されたものとみなすことができる。絶縁配線基板５０３は、第１絶縁配線基板５０や第２絶縁配線基板６０と同様の材料によって構成することができ、同様の方法によって製造することができる。このように、絶縁配線基板５０３は、第１絶縁配線基板５０と第２絶縁配線基板６０とが一体的に形成されたものに相当する。なお、絶縁基板５１３は、絶縁体に相当する。

半導体装置１０３は、半導体装置１０１と同様の効果を奏することができる。さらに、半導体装置１０３は、絶縁配線基板５０３を有しているため、絶縁基板５１３と、第１金属体６２と、正極端子３１３と、負極端子４１３とを一体物とすることができる。また、半導体装置１０３は、第１絶縁配線基板５０と第２絶縁配線基板６０の二つの絶縁配線基板を用いる必要がない。

（第４実施形態）
図６～図９を用いて、第４実施形態の半導体装置１０４に関して説明する。半導体装置１０４は、主に、絶縁配線基板５０４を用いる点が半導体装置１０１と異なる。半導体装置１０４は、半導体装置１０１と同様に、Ｎ字タイプの接続構造を有している。なお、本実施形態では、図面が煩雑になることを抑制するために、封止樹脂部２０の図示を省略している。

図６に示すように、半導体装置１０４は、絶縁配線基板５０４、第１信号端子Ｓ１、第２信号端子Ｓ２を備えている。絶縁配線基板５０４は、絶縁基板５１４の一方の面に形成された金属体と、絶縁基板５１４の他方の面に形成された金属体とを含んでいる。絶縁配線基板５０４は、第１絶縁配線基板５０や第２絶縁配線基板６０と同様の材料によって構成することができ、同様の方法によって製造することができる。

図６、図７、図８、図９に示すように、絶縁基板５１４の一方の面に形成された金属体は、第１金属体６２と正極端子に加えて、信号用金属体５２４を含んでいる。なお、半導体装置１０４の正極端子は、半導体装置１０３の正極端子３１３と同様の構成を有している。

絶縁基板５１４は、複数の信号用金属体５２４が設けられている。図７に示すように、信号用金属体５２４は、例えば、半導体素子１１、１２のゲート電極に電気的に接続され、且つ、信号用端子Ｓ２（Ｓ１）に電気的に接続されている。

なお、半導体装置１０４は、半導体素子１１、１２の温度を検出するための感温ダイオードなどを備えていてもよい。この場合、信号用端子Ｓ１、Ｓ２は、感温ダイオードと電気的に接続されたものを含んでいてもよい。

詳述すると、絶縁基板５１４は、Ｙ方向に沿う複数の信号用金属体５２４が、Ｘ方向に並んで設けられている。また、絶縁基板５１４は、第１半導体素子１１を基準として、正極端子とは反対側に、複数の信号用金属体５２４が設けられている。さらに、絶縁基板５１４は、第２半導体素子１２を基準として、出力端子７１とは反対側に、複数の信号用金属体５２４が設けられている。つまり、絶縁基板５１４の一方の面は、Ｙ方向において、信号用金属体５２４、第１金属体６２、正極端子がこの順番で並んで配置され、且つ、信号用金属体５２４、接続用金属体５３４がこの順番で並んで配置されている。

一方、絶縁基板５１４の他方の面に形成された金属体は、図８、図９に示すように、負極端子４１４を含んでいる。負極端子４１４は、負極端子４１３と同様、正極端子と対向配置されている。負極端子４１４と正極端子は、絶縁基板５１４によって電気的に絶縁されている。負極端子４１４としての金属体は、封止樹脂部２０から突出する位置に加えて、第１半導体素子１１の対向領域から第２半導体素子１２の対向領域にわたって設けられており、一体的に設けられている。

さらに、図９に示すように、負極端子４１４は、接続用金属体５３４と一体的に設けられている。絶縁基板５１４は、第２半導体素子１２に対向する位置に貫通穴５１４ａが形成されている。接続用金属体５３４は、貫通穴５１４ａに設けられており、且つ、絶縁基板５１４の一方の面側と他方の面側とにわたって設けられている。

負極端子４１４及び接続用金属体５３４は、はんだを介して、負極金属板４０と電気的及び機械的に接続されている。また、接続用金属体５３４は、はんだを介して、第２半導体素子１２のエミッタ電極と電気的及び機械的に接続されている。これによって、第２半導体素子１２のエミッタ電極は、負極端子４１４と電気的に接続されている。

半導体装置１０４は、半導体装置１０１と同様の効果を奏することができる。また、半導体装置１０４は、ＸＹ平面において、左右均等に絶縁配線基板５０４を配置できるため、応力バランスがとりやすい。つまり、半導体装置１０４は、構成要素間の線膨張係数差による応力が局所的に発生することを抑制できる。詳述すると、半導体装置１０４は、半導体素子１１、１２や、各接続部に応力が発生することを抑制できる。よって、半導体装置１０４は、応力が局所的に発生する場合よりも、電気的な信頼性を向上できる。

さらに、半導体装置１０４は、絶縁配線基板５０４が第１金属体６２及び接続用金属体５３４に加えて、信号用金属体５２４を有している。このため、半導体装置１０４は、絶縁配線基板５０４と半導体素子１１、１２との接続と同時に、絶縁配線基板５０４と第１信号端子Ｓ１及び第２信号端子Ｓ２の接続を行うことができる。

（第５実施形態）
図１０～図１２を用いて、第５実施形態の半導体装置１０５に関して説明する。半導体装置１０５は、主に、半導体素子１１、１２の配置が半導体装置１０１と異なる。半導体装置１０５は、半導体装置１０１と異なり、Ｕ字タイプの接続構造を有している。なお、本実施形態では、図面が煩雑になることを抑制するために、封止樹脂部２０の図示を省略している。

半導体装置１０５は、上アーム半導体素子としての第１半導体素子１１と、第１半導体素子と直列接続された下アーム半導体素子としての第２半導体素子１２とを備えている。半導体装置１０５は、第１半導体素子１１と第２半導体素子１２が逆向きに配置されている。

つまり、半導体素子１１、１２は、第１半導体素子１１のエミッタ電極と、第２半導体素子１２のコレクタ電極が同じ方向を向くように配置されている。よって、半導体素子１１、１２は、第１半導体素子１１のコレクタ電極と、第２半導体素子１２のエミッタ電極が同じ方向を向くように配置されている。

このため、図１２に示すように、半導体装置１０５は、第１半導体素子１１のエミッタ電極と第２半導体素子１２のコレクタ電極が出力金属板７０と対向配置されている。また、半導体装置１０５は、第１半導体素子１１のコレクタ電極と第２半導体素子１２のエミッタ電極が正極金属板３０と対向配置されている。

図１１に示すように、半導体装置１０５は、絶縁配線基板５０５を備えている。絶縁配線基板５０５は、第１絶縁配線基板５０などと同様に、窒化ケイ素などのセラミックスで構成された絶縁基板５１５の表裏面に、銅などの金属体が形成されて一体化された基板である。絶縁配線基板５０５は、第２半導体素子１２の対向領域から、封止樹脂部２０の外部にわたって設けられている。これによって、絶縁配線基板５０５は、後程説明する正極端子３１５と負極端子４１５を外部接続用端子とすることができる。

絶縁配線基板５０５は、絶縁基板５１５の一方の面に形成された金属体が正極端子３１５を含んでおり、絶縁基板５１５の他方の面に形成された金属体が負極端子４１５を含んでいる。このように、半導体装置１０５は、半導体装置１０３と同様、絶縁配線基板５０５に正極端子３１５と負極端子４１５が形成されている。よって、正極端子３１５と負極端子４１５は、絶縁基板５１５を介して対向配置されており、絶縁基板５１５によって電気的に絶縁されている。

また、図１０に示すように、絶縁配線基板５０５は、第１半導体素子よりも前記第２半導体素子側に偏った位置に配置されている。このため、正極端子３１５と負極端子４１５は、第１半導体素子１１よりも第２半導体素子１２側に偏った位置に配置されている。つまり、正極端子３１５と負極端子４１５は、ＸＹ平面のＹ方向において、第２半導体素子１２と並んで配置されている。

図１１、図１２に示すように、半導体装置１０５は、正極金属板３０と出力金属板７０とが対向配置されている。正極金属板３０と出力金属板７０は、第１実施形態と同様の材料、同様の形状である。しかしながら、本実施形態では、第１実施形態と異なり、正極金属板３０と出力金属板７０とが同じ体格を有している。正極金属板３０は、第１金属板に相当する。出力金属板７０は、第２金属板に相当する。

正極金属板３０は、第１半導体素子１１と第２半導体素子１２の両方に対向配置され、正極端子３１５と電気的に接続されている。正極金属板３０は、はんだを介して、正極端子３１５と電気的及び機械的に接続されている。なお、本開示は、正極端子３１５と負極端子４１５が、第１半導体素子１１よりも第２半導体素子１２側に偏った位置に配置されていなくてもよい。また、本開示は、正極端子３１５と負極端子４１５が対向配置されていなくてもよい。

出力金属板７０は、正極金属板３０との間に第１半導体素子１１と第２半導体素子１２が配置された状態で、第１半導体素子１１と第２半導体素子１２の両方に対向配置されている。なお、出力金属板７０は、図１０に示すように、出力端子７１が設けられている。

封止樹脂部２０は、第１実施形態と同様、第１半導体素子１１、第２半導体素子１２、正極金属板３０、出力金属板７０を覆う。そして、正極金属板３０と出力金属板７０は、第１半導体素子１１及び第２半導体素子１２と対向する面の反対面が封止樹脂部２０から露出する。

第１半導体素子１１は、出力金属板７０側の電極であるエミッタ電極が出力金属板７０と電気的に接続されている。詳述すると、第１半導体素子１１のエミッタ電極は、はんだを介してターミナル８０と電気的及び機械的に接続されている。そして、ターミナル８０は、はんだを介して、出力金属板７０と電気的及び機械的に接続されている。

また、第１半導体素子１１は、正極金属板３０側の電極であるコレクタ電極が、はんだを介して正極金属板３０と電気的に接続されている。正極金属板３０は、上記のように、正極端子３１５と電気的に接続されている。よって、第１半導体素子１１のコレクタ電極は、正極金属板３０を介して正極金属板３０と電気的に接続されている。

第２半導体素子１２は、出力金属板７０側の電極であるコレクタ電極が、はんだを介して出力金属板７０と電気的に接続されている。また、第２半導体素子１２は、正極金属板３０側の電極であるエミッタ電極が、はんだを介して負極端子４１５と電気的に接続されている。上記のように、負極端子４１５は、絶縁基板５１５によって正極端子３１５及び正極金属板３０と電気的に絶縁されている。このため、第２半導体素子１２のエミッタ電極は、絶縁基板５１５によって正極金属板３０と電気的に絶縁された状態で熱的に接続されている。

ここで、図１０～図１２を用いて、半導体装置１０５の動作に関して説明する。図１０～図１２における破線矢印は、概略的な電流の流れ（電流経路）を示している。

半導体装置１０５は、正極端子３１５から負極端子４１５へと電流が流れる。詳述すると、半導体装置１０５は、正極端子３１５、正極金属板３０、第１半導体素子１１、ターミナル８０、出力金属板７０、第２半導体素子１２、負極端子４１５の順で電流が流れる電流経路が形成されている。

そして、正極端子３１５の電流経路は、負極端子４１５の電流経路と対向して逆向きの電流が流れる。また、正極金属板３０の電流経路は、出力金属板７０の電流経路と対向して逆向きの電流が流れる。このため、半導体装置１０５は、半導体装置１０１と同様の効果を奏することができる。

ところで、例えば半導体装置１０１は、半導体素子１１、１２に対向する一方側に、正極金属板３０と出力金属板７０の二つの金属板が配置されている。このため、半導体装置１０１は、正極金属板３０と出力金属板７０との絶縁を確保する必要がある。そこで、半導体装置１０１は、正極金属板３０と出力金属板７０とを離して配置している。つまり、半導体装置１０１は、正極金属板３０と出力金属板７０とを絶縁するための絶縁スペースが必要である。

これに対して、半導体装置１０５は、各半導体素子１１、１２に対向する一方側に、正極金属板３０が配置され、他方側に出力金属板７０が配置されている。このように、半導体装置１０５は、Ｘ方向に金属板が配置されていないため、Ｘ方向に並ぶ金属板同士の絶縁を確保する必要がない。

よって、半導体装置１０５は、絶縁スペースが必要ない分、半導体装置１０１よりも体格を小型化できる。なお、図１０の二点鎖線は、Ｘ方向における、半導体装置１０１と半導体装置１０５との体格差を示している。

（変形例１）
図１３を用いて、変形例１における半導体装置１０６に関して説明する。半導体装置１０６は、主に、第１半導体素子１１のエミッタ電極と負極金属板４０とを絶縁する部材が半導体装置１０１と異なる。図１３は、図３に相当する断面図である。

半導体装置１０６は、正極金属板３０などと同様の材料によって構成された接続部材６０６を備えている。接続部材６０６は、第１半導体素子１１のエミッタ電極と、出力金属板７０とを電気的に接続する部材である。つまり、半導体装置１０６は、第１金属体６２のかわりに、接続部材６０６を備えている。

封止樹脂部２０６は、封止樹脂部２０と同様に、半導体素子１１、１２などを覆っている。しかしながら、封止樹脂部２０６は、接続部材６０６と負極金属板４０との間に形成された介在部２０６ａを含んでいる。接続部材６０６と負極金属板４０は、介在部２０６ａによって電気的に絶縁されている。つまり、第１半導体素子１１のエミッタ電極は、介在部２０６ａによって、負極金属板４０と電気的に絶縁されている。

介在部２０６ａの厚みは、接続部材６０６と負極金属板４０とを電気的に絶縁でき、且つ、第１半導体素子１１で発せられた熱が負極金属板４０に伝達される程度であればよい。また、介在部２０６ａの厚みは、接続部材６０６と負極金属板４０とを電気的に絶縁できる範囲で、できるだけ薄い方が、第１半導体素子１１で発せられた熱が負極金属板４０に伝達されやすいので好ましい。なお、介在部２０６ａは、絶縁体に相当する。

半導体装置１０６は、半導体装置１０１と同様の効果を奏することができる。さらに、半導体装置１０６は、絶縁配線基板を備えることなく、封止樹脂部２０６によって電気絶縁性を確保することができる。

（変形例２）
図１４、図１５を用いて、変形例２における半導体装置１０７に関して説明する。半導体装置１０７は、主に、第２半導体素子１２のエミッタ電極と正極金属板３０７とを絶縁する部材が半導体装置１０５と異なる。図１４は、図１２に相当する断面図である。図１５は、図１１に相当する断面図である。

図１５に示すように、半導体装置１０７は、正極金属板３０７と正極端子３１７とが一体的に構成された金属部材と、負極金属板４０７と負極端子４１７とが一体的に構成された金属部材とを備えている。これらの金属部材は、正極金属板３０などと同様の材料によって構成されている。

負極金属板４０７は、第２半導体素子１２のエミッタ電極と対向配置されており、第２半導体素子１２のエミッタ電極とはんだを介して電気的に接続されている。また、負極金属板４０７は、第２半導体素子１２のエミッタ電極と対向している面の反対面が、正極金属板３０７と対向している。

図１４、図１５に示すように、封止樹脂部２０７は、封止樹脂部２０と同様に、半導体素子１１、１２などを覆っている。しかしながら、封止樹脂部２０７は、正極金属板３０７と負極金属板４０７との間に形成された介在部２０７ａを含んでいる。正極金属板３０７と負極金属板４０７は、介在部２０７ａによって電気的に絶縁されている。つまり、第２半導体素子１２は、エミッタ電極が負極金属板４０７と電気的に接続され、且つ、介在部２０７ａによって正極金属板３０７と電気的に絶縁されている。

介在部２０７ａの厚みは、正極金属板３０７と負極金属板４０７とを電気的に絶縁でき、且つ、第２半導体素子１２で発せられた熱が正極金属板３０７に伝達される程度であればよい。また、介在部２０７ａの厚みは、正極金属板３０７と負極金属板４０７とを電気的に絶縁できる範囲で、できるだけ薄い方が、第２半導体素子１２で発せられた熱が正極金属板３０７に伝達されやすいので好ましい。なお、介在部２０７ａは、絶縁体に相当する。

半導体装置１０７は、半導体装置１０１と同様の効果を奏することができる。さらに、半導体装置１０７は、絶縁配線基板を備えることなく、封止樹脂部２０７によって電気絶縁性を確保することができる。

（変形例３）
図１６を用いて、変形例３における半導体装置１０８に関して説明する。半導体装置１０８は、第１半導体素子１１のエミッタ電極と負極金属板４０とを絶縁する部材が半導体装置１０６と異なる。図１６は、図３に相当する断面図である。

半導体装置１０８は、絶縁性接着剤２０８ａによって、接続部材６０６と負極金属板４０とが機械的に接続されている。このように、接続部材６０６と負極金属板４０は、絶縁性接着剤２０８ａによって電気的に絶縁されている。つまり、第１半導体素子１１のエミッタ電極は、絶縁性接着剤２０８ａによって、負極金属板４０と電気的に絶縁されている。絶縁性接着剤２０８ａは、絶縁体に相当する。

絶縁性接着剤２０８ａは、熱伝導率が高い程、第１半導体素子１１のエミッタ電極と負極金属板４０とを熱的に接続しやすくなるので好ましい。つまり、絶縁性接着剤２０８ａは、熱伝導率が高い程、第１半導体素子１１で発せられた熱が負極金属板４０に伝達されやすいので好ましい。

半導体装置１０８は、半導体装置１０６と同様の効果を奏することができる。さらに、半導体装置１０８は、封止樹脂部２０６と別部材の絶縁性接着剤２０８ａで接続部材６０６と負極金属板４０とを電気的に絶縁している。このため、半導体装置１０８は、半導体装置１０６よりも、第１半導体素子１１のエミッタ電極と負極金属板４０との間の熱の伝わりやすさを調整しやすい。

（変形例４）
図１７を用いて、変形例４における半導体装置１０９に関して説明する。半導体装置１０９は、正極金属板３０７と負極金属板４０７とを絶縁する部材が半導体装置１０７と異なる。図１７は、図１４に相当する断面図である。

半導体装置１０９は、絶縁性接着剤２０９ａによって、正極金属板３０７と負極金属板４０７とが機械的に接続されている。このように、正極金属板３０７と負極金属板４０７は、絶縁性接着剤２０９ａによって電気的に絶縁されている。つまり、第２半導体素子１２のエミッタ電極は、絶縁性接着剤２０９ａによって、正極金属板３０７と電気的に絶縁されている。絶縁性接着剤２０９ａは、絶縁性接着剤２０８ａであり、絶縁体に相当する。

半導体装置１０９は、半導体装置１０７と同様の効果を奏することができる。さらに、半導体装置１０９は、封止樹脂部２０９と別部材の絶縁性接着剤２０９ａで正極金属板３０７と負極金属板４０７とを電気的に絶縁している。このため、半導体装置１０９は、半導体装置１０７よりも、第２半導体素子１２のエミッタ電極と正極金属板３０７との間の熱の伝わりやすさを調整しやすい。

ここまでに説明した半導体装置は、冷却器１０１０、１０２０に取り付けられてもよい。そこで、図１８、図１９、図２０を用いて、半導体装置が冷却器１０１０と１０２０に取り付けられた構成の一例として、変形例５、６、７に関して説明する。半導体装置が冷却器１０１０と１０２０に取り付けられた構造体は、半導体モジュールとも言える。なお、冷却器１０１０、１０２０は、例えば、特開２０１８－１０１６６６号公報に記載されたものなどを採用することができる。

変形例５は、図１８に示すように、半導体装置１０１が第１冷却器１０１０と第２冷却器１０２０に取り付けられた構成をなしている。図１８は、図３に相当する断面図である。

第１冷却器１０１０と第２冷却器１０２０は、銅やアルミニウムなどの金属によって構成されており、冷却水などの冷媒が流れる流路が形成されている。半導体装置１０１は、第１冷却器１０１０と第２冷却器１０２０とで挟み込まれている。

半導体装置１０１は、負極金属板４０側に、第１絶縁体１０３０、第１外面金属体１０４０、第１冷却器１０１０がこの順番で積層配置されている。半導体モジュールは、負極金属板４０と第１絶縁体１０３０が接しており、第１絶縁体１０３０と第１外面金属体１０４０とが接しており、第１外面金属体１０４０と第１冷却器１０１０とが接している。半導体装置１０１は、第１絶縁体１０３０によって、負極金属板４０と第１冷却器１０１０が電気的に絶縁されている。なお、負極金属板４０、第１絶縁体１０３０、第１外面金属体１０４０は、絶縁配線基板によって形成されていてもよい。

半導体装置１０１は、負極金属板４０側に、第１絶縁体１０３０、第１外面金属体１０４０、第１冷却器１０１０がこの順番で積層配置されている。よって、半導体装置１０１は、第１絶縁体１０３０によって、負極金属板４０と第１冷却器１０１０が電気的に絶縁されている。なお、負極金属板４０、第１絶縁体１０３０、第１外面金属体１０４０は、絶縁配線基板によって形成されていてもよい。

また、半導体装置１０１は、正極金属板３０及び出力金属板７０側に、第２絶縁体１０５０、第２外面金属体１０６０、第２冷却器１０２０がこの順番で積層配置されている。半導体モジュールは、正極金属板３０及び出力金属板７０と第２絶縁体１０５０が接しており、第２絶縁体１０５０と第２外面金属体１０６０とが接しており、第２外面金属体１０６０と第２冷却器１０２０とが接している。半導体装置１０１は、第２絶縁体１０５０によって、正極金属板３０及び出力金属板７０と第２冷却器１０２０が電気的に絶縁されている。なお、正極金属板３０、出力金属板７０、第２絶縁体１０５０、第２外面金属体１０６０は、絶縁配線基板によって形成されていてもよい。

これによって、半導体装置１０１は、冷却器１０１０、１０２０と電気的に絶縁しつつ、冷却器１０１０、１０２０によって冷却することができる。

変形例６は、図１９に示すように、半導体装置１０４が第１冷却器１０１０と第２冷却器１０２０に取り付けられた構成をなしている。図１９は、図８、図９に相当する断面図である。変形例６の半導体モジュールは、半導体装置１０４が変形例５の半導体モジュールと異なる。よって、変形例６の半導体モジュールは、変形例５と同様の効果を奏することができる。

変形例７は、図２０に示すように、半導体装置１０５が第１冷却器１０１０と第２冷却器１０２０に取り付けられた構成をなしている。図２０は、図１２に相当する断面図である。変形例７の半導体モジュールは、半導体装置１０５が変形例５の半導体モジュールと異なる。よって、変形例７の半導体モジュールは、変形例５と同様の効果を奏することができる。

１１…第１半導体素子、１２…第２半導体素子、２０…封止樹脂部、３１…正極端子、３０…正極金属板、４１…負極端子、４０…負極金属板、５０…第１絶縁配線基板、５１…第１絶縁基板、６０…第２絶縁配線基板、６１…第２絶縁基板、６２…第１金属体、６２ａ…凹部、６３…第２金属体、７１…出力端子、７０…出力金属板、８０…ターミナル、１０１～１０９…半導体装置

Claims (15)

1. 第１半導体素子（１１）と、
   前記第１半導体素子と直列接続された第２半導体素子（１２）と、
   第１端子（３１、３１２、３１３）と、
   前記第１端子との間で電流が流れる第２端子（４１、４１２、４１３、４１４）と、
   前記第１半導体素子と前記第２半導体素子の両方に対向配置され、前記第２端子と電気的に接続された第１金属板（４０、４０２）と、
   前記第１金属板との間に前記第１半導体素子が配置された状態で、前記第１金属板と対向配置され、前記第１端子と電気的に接続された第２金属板（３０、３０２）と、
   前記第１金属板との間に前記第２半導体素子が配置された状態で、前記第１金属板と対向配置された第３金属板（７０）と、を備え、
   前記第２半導体素子は、前記第３金属板側の電極が前記第３金属板と電気的に接続され、前記第１金属板側の電極が前記第１金属板と電気的に接続され、
   前記第１半導体素子は、前記第２金属板側の電極が前記第２金属板と電気的に接続され、前記第１金属板側の電極が前記第３金属板と電気的に接続されるとともに、絶縁体（６１、５１３、５１４、２０６ａ、２０８ａ）によって前記第１金属板と電気的に絶縁された状態で熱的に接続され、
   前記第１半導体素子、前記第２半導体素子、前記第１金属板、前記第２金属板、前記第３金属板を覆う封止樹脂部（２０、２０２、２０６、２０８）を備えており、
   前記第１金属板は、前記第１半導体素子及び前記第２半導体素子と対向する面の反対面が前記封止樹脂部から露出し、
   前記第２金属板は、前記第１半導体素子と対向する面の反対面が前記封止樹脂部から露出し、
   前記第３金属板は、前記第２半導体素子と対向する面の反対面が前記封止樹脂部から露出している半導体装置。
2. 前記第１端子は、前記第２半導体素子よりも前記第１半導体素子側に偏った位置に配置され、
   前記第２端子は、前記第１端子と対向配置されている請求項１に記載の半導体装置。
3. 第１半導体素子（１１）と、
   前記第１半導体素子と直列接続された第２半導体素子（１２）と、
   第１端子（３１５、３１７）と、
   前記第１端子との間で電流が流れる第２端子（４１５、４１７）と、
   前記第１半導体素子と前記第２半導体素子の両方に対向配置され、前記第１端子と電気的に接続された第１金属板（３０、３０７）と、
   前記第１金属板との間に前記第１半導体素子と前記第２半導体素子が配置された状態で、前記第１半導体素子と前記第２半導体素子の両方に対向配置された第２金属板（７０）と、を備え、
   前記第１半導体素子は、前記第２金属板側の電極が前記第２金属板と電気的に接続され、前記第１金属板側の電極が前記第１金属板と電気的に接続されるとともに、前記第１金属板を介して前記第１端子と電気的に接続され、
   前記第２半導体素子は、前記第２金属板側の電極が前記第２金属板と電気的に接続され、前記第１金属板側の電極が前記第２端子と電気的に接続され、且つ、絶縁体（５１５、２０７ａ、２０９ａ）によって前記第１金属板と電気的に絶縁された状態で熱的に接続された半導体装置。
4. 前記第１半導体素子、前記第２半導体素子、前記第１金属板、前記第２金属板を覆う封止樹脂部（２０７、２０９）を備えており、
   前記第１金属板と前記第２金属板は、前記第１半導体素子及び前記第２半導体素子と対向する面の反対面が前記封止樹脂部から露出している請求項３に記載の半導体装置。
5. 前記第２端子は、前記第１半導体素子よりも前記第２半導体素子側に偏った位置で前記第１端子と対向配置されている請求項３又は４に記載の半導体装置。
6. 絶縁板の表裏面に金属体が形成された絶縁配線基板（５０、５０３、５０４、５０５）を備えており、
   前記絶縁板の一方の面に形成された前記金属体は、前記第１端子を含んでおり、
   前記絶縁板の他方の面に形成された前記金属体は、前記第２端子を含んでいる請求項１乃至５のいずれか１項に記載の半導体装置。
7. 絶縁板の表裏面に金属体が形成された絶縁配線基板（６０、５０３、５０４、５０５）を備えており、
   前記絶縁板は、前記絶縁体を含んでいる請求項１乃至５のいずれか１項に記載の半導体装置。
8. 絶縁板の表裏面に金属体が形成された絶縁配線基板（５０３、５０４、５０５）を備えており、
   前記絶縁板は、前記絶縁体を含んでおり、
   前記絶縁板の一方の面に形成された前記金属体は、前記第１端子を含んでおり、
   前記絶縁板の他方の面に形成された前記金属体は、前記第２端子を含んでいる請求項１乃至５のいずれか１項に記載の半導体装置。
9. 第１半導体素子（１１）と、
   前記第１半導体素子と直列接続された第２半導体素子（１２）と、
   第１端子（３１、３１２、３１３）と、
   前記第１端子との間で電流が流れる第２端子（４１、４１２、４１３、４１４）と、
   前記第１半導体素子と前記第２半導体素子の両方に対向配置され、前記第２端子と電気的に接続された第１金属板（４０、４０２）と、
   前記第１金属板との間に前記第１半導体素子が配置された状態で、前記第１金属板と対向配置され、前記第１端子と電気的に接続された第２金属板（３０、３０２）と、
   前記第１金属板との間に前記第２半導体素子が配置された状態で、前記第１金属板と対向配置された第３金属板（７０）と、を備え、
   前記第２半導体素子は、前記第３金属板側の電極が前記第３金属板と電気的に接続され、前記第１金属板側の電極が前記第１金属板と電気的に接続され、
   前記第１半導体素子は、前記第２金属板側の電極が前記第２金属板と電気的に接続され、前記第１金属板側の電極が前記第３金属板と電気的に接続されるとともに、絶縁体（６１、５１３、５１４、２０６ａ、２０８ａ）によって前記第１金属板と電気的に絶縁された状態で熱的に接続され、
   絶縁板の表裏面に金属体が形成された絶縁配線基板（６０、５０３、５０４、５０５）を備えており、
   前記絶縁板は、前記絶縁体を含んでいる半導体装置。
10. 第１半導体素子（１１）と、
    前記第１半導体素子と直列接続された第２半導体素子（１２）と、
    第１端子（３１、３１２、３１３）と、
    前記第１端子との間で電流が流れる第２端子（４１、４１２、４１３、４１４）と、
    前記第１半導体素子と前記第２半導体素子の両方に対向配置され、前記第２端子と電気的に接続された第１金属板（４０、４０２）と、
    前記第１金属板との間に前記第１半導体素子が配置された状態で、前記第１金属板と対向配置され、前記第１端子と電気的に接続された第２金属板（３０、３０２）と、
    前記第１金属板との間に前記第２半導体素子が配置された状態で、前記第１金属板と対向配置された第３金属板（７０）と、を備え、
    前記第２半導体素子は、前記第３金属板側の電極が前記第３金属板と電気的に接続され、前記第１金属板側の電極が前記第１金属板と電気的に接続され、
    前記第１半導体素子は、前記第２金属板側の電極が前記第２金属板と電気的に接続され、前記第１金属板側の電極が前記第３金属板と電気的に接続されるとともに、絶縁体（６１、５１３、５１４、２０６ａ、２０８ａ）によって前記第１金属板と電気的に絶縁された状態で熱的に接続され、
    絶縁板の表裏面に金属体が形成された絶縁配線基板（５０３、５０４、５０５）を備えており、
    前記絶縁板は、前記絶縁体を含んでおり、
    前記絶縁板の一方の面に形成された前記金属体は、前記第１端子を含んでおり、
    前記絶縁板の他方の面に形成された前記金属体は、前記第２端子を含んでいる半導体装置。
11. 前記絶縁配線基板は、前記絶縁板に貫通穴が形成されており、
    前記表裏面の前記金属体は、前記貫通穴を介して電気的に接続されている請求項７乃至１０のいずれか１項に記載の半導体装置。
12. 信号端子（Ｓ１、Ｓ２）を備えており、
    前記金属体は、前記信号端子と電気的に接続された信号用金属体（５２４）を含んでいる請求項７乃至１１のいずれか１項に記載の半導体装置。
13. 第１半導体素子（１１）と、
    前記第１半導体素子と直列接続された第２半導体素子（１２）と、
    第１端子（３１、３１２、３１３）と、
    前記第１端子との間で電流が流れる第２端子（４１、４１２、４１３、４１４）と、
    前記第１半導体素子と前記第２半導体素子の両方に対向配置され、前記第２端子と電気的に接続された第１金属板（４０、４０２）と、
    前記第１金属板との間に前記第１半導体素子が配置された状態で、前記第１金属板と対向配置され、前記第１端子と電気的に接続された第２金属板（３０、３０２）と、
    前記第１金属板との間に前記第２半導体素子が配置された状態で、前記第１金属板と対向配置された第３金属板（７０）と、を備え、
    前記第２半導体素子は、前記第３金属板側の電極が前記第３金属板と電気的に接続され、前記第１金属板側の電極が前記第１金属板と電気的に接続され、
    前記第１半導体素子は、前記第２金属板側の電極が前記第２金属板と電気的に接続され、前記第１金属板側の電極が前記第３金属板と電気的に接続されるとともに、絶縁体（６１、５１３、５１４、２０６ａ、２０８ａ）によって前記第１金属板と電気的に絶縁された状態で熱的に接続され、
    絶縁板の表裏面に金属体が形成された絶縁配線基板（５０、５０３、５０４、５０５）を備えており、
    前記絶縁板の一方の面に形成された前記金属体は、前記第１端子を含んでおり、
    前記絶縁板の他方の面に形成された前記金属体は、前記第２端子を含んでいる半導体装置。
14. 第１半導体素子（１１）と、
    前記第１半導体素子と直列接続された第２半導体素子（１２）と、
    第１端子（３１、３１２、３１３）と、
    前記第１端子との間で電流が流れる第２端子（４１、４１２、４１３、４１４）と、
    前記第１半導体素子と前記第２半導体素子の両方に対向配置され、前記第２端子と電気的に接続された第１金属板（４０、４０２）と、
    前記第１金属板との間に前記第１半導体素子が配置された状態で、前記第１金属板と対向配置され、前記第１端子と電気的に接続された第２金属板（３０、３０２）と、
    前記第１金属板との間に前記第２半導体素子が配置された状態で、前記第１金属板と対向配置された第３金属板（７０）と、を備え、
    前記第２半導体素子は、前記第３金属板側の電極が前記第３金属板と電気的に接続され、前記第１金属板側の電極が前記第１金属板と電気的に接続され、
    前記第１半導体素子は、前記第２金属板側の電極が前記第２金属板と電気的に接続され、前記第１金属板側の電極が前記第３金属板と電気的に接続されるとともに、絶縁体（６１、５１３、５１４、２０６ａ、２０８ａ）によって前記第１金属板と電気的に絶縁された状態で熱的に接続され、
    絶縁板の表裏面に金属体が形成された絶縁配線基板（６０、５０４）を備えており、
    前記絶縁板の一方の面に形成された前記金属体は、前記第１半導体素子における前記第１金属板側の電極と前記第３金属板とを電気的に接続する接続部（６２、６２ａ）を含んでおり、
    前記接続部は、前記第１金属板側の電極と対向する対向部、及び前記第３金属板と対向する対向部との間が、両対向部よりも窪んだ凹部を含んでいる半導体装置。
15. 前記第１半導体素子、前記第２半導体素子、前記第１金属板、前記第２金属板、前記第３金属板を覆う封止樹脂部（２０、２０２、２０６、２０８）を備えており、
    前記第１金属板は、前記第１半導体素子及び前記第２半導体素子と対向する面の反対面が前記封止樹脂部から露出し、
    前記第２金属板は、前記第１半導体素子と対向する面の反対面が前記封止樹脂部から露出し、
    前記第３金属板は、前記第２半導体素子と対向する面の反対面が前記封止樹脂部から露出している請求項１４に記載の半導体装置。
    

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