JP7600899B2 - 半導体装置 - Google Patents

Description

本明細書に記載の開示は、半導体素子と導電部材とはんだを備える半導体装置に関するものである。

特許文献１には、２つのエミッタ電極の形成された半導体基板と、２つのエミッタ電極それぞれにはんだを介して固着されたヒートスプレッダと、を備える半導体装置が記載されている。２つのエミッタ電極の間に、ポリイミド膜が設けられている。

特開２００７－４８８８９号公報

ポリイミド膜ははんだに濡れにくくなっている。はんだがヒートスプレッダ側に濡れ拡がり、はんだが半導体基板とヒートスプレッダの間で架橋されやすくなっている。

そこで本開示の目的は、半導体素子と導電部材の間ではんだ部材が架橋されにくくなった半導体装置を提供することである。

本開示の一態様による半導体装置は、
第１主面（２００ａ）に形成された第１主電極（２１０）、板厚方向で第１主面の裏側の第２主面（２００ｂ）に形成された第２主電極（２２０）、および、第１主面に設けられるとともに第１主電極を複数の領域に区画する区画部（２４１）を含む保護膜（２４０）、を備える半導体素子（２００）と、
第１主電極と板厚方向で対向する複数の対向部（２６１、２６２）、および、複数の対向部の並ぶ並び方向で複数の対向部の間に設けられる介在部（２６３）、を板厚方向で第１主面に対向する対向面（４００ｂ）に備える導電部材（４００）と、
第１主電極と複数の対向部との間に設けられるとともに区画部と介在部とによって複数の領域に区画されるはんだ部材（３１０）と、を有し、
区画部が第１主電極よりもはんだ部材に濡れにくく、
介在部が対向部よりもはんだ部材に濡れにくくなっており、
対向面において、介在部及び複数の対向部を環状に囲み、対向部よりもはんだ部材に濡れにくい、板厚方向に凹凸する凹凸部（２６４ａ）が形成されている。

これによればはんだ部材（３１０）が半導体素子（２００）と導電部材（４００）の間で架橋されにくくなっている。

なお、上記の括弧内の参照番号は、後述の実施形態に記載の構成との対応関係を示すものに過ぎず、技術的範囲を何ら制限するものではない。

半導体装置を説明する模式図である。 図１に示すＩＩ－ＩＩ線に沿う半導体装置の断面図である。 半導体素子の上面図である。 ターミナルの三面図である。 半導体素子に第２ターミナル面を重ねた上面図である。 図５に示すＶＩ－ＶＩ線に沿う半導体装置の断面図である。 半導体素子の変形例を説明する上面図である。 半導体素子に第２ターミナル面を重ねた変形例の上面図である。 半導体素子の変形例を説明する上面図である。 半導体素子に第２ターミナル面を重ねた変形例の上面図である。 半導体装置の変形例を説明する断面図である。 ターミナルの変形例を説明する上面図である。 半導体装置の変形例を説明する断面図である。 はんだの接触角と半導体素子の寿命の相関を説明する相関図である。 半導体装置の変形例を説明する断面図である。 半導体装置の変形例を説明する断面図である。 半導体装置の変形例を説明する断面図である。

以下、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適用することができる。

また、各実施形態で組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても実施形態同士、実施形態と変形例、および、変形例同士を部分的に組み合せることも可能である。

（第１実施形態）
以下に、半導体装置１００の機械的構成を説明する。それに当たって互いに直交の関係にある３方向をｘ方向、ｙ方向、および、ｚ方向とする。なお図面においては「方向」の記載を省略して示している。なお、板厚方向はｚ方向に相当する。並び方向はｘ方向に相当する。

図１および図２に示すように、半導体装置１００は、半導体素子２００、はんだ３００、ターミナル４００、第１ヒートシンク５００、第２ヒートシンク６００、複数の端子７００、および、これらを被覆する被覆樹脂８００を有する。複数の端子７００としては具体的に第１主端子７１０、第２主端子７２０、および、信号端子７３０を有する。なお、図２においては被覆樹脂８００の記載を省略している。ターミナル４００が導電部材に相当する。

半導体装置１００は、三相インバータを構成する複数のアームのうちの１つを構成する所謂１ｉｎ１パッケージとして知られている。半導体装置１００は例えば車両のインバータ回路に組み入れられる。なお、半導体装置１００は図１に示すような１ｉｎ１パッケージに限定されない。半導体装置１００は２ｉｎ１パッケージであってもよい。

半導体素子２００は、シリコン、シリコンカーバイドなどの半導体部材に、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）などのパワートランジスタが形成されて成る。パワートランジスタは、ｚ方向に電流が流れるように所謂縦型構造を成している。

半導体素子２００は、ｚ方向に厚さの薄い扁平形状を成している。半導体素子２００はｚ方向に離間して並ぶ第１主面２００ａと第２主面２００ｂを有している。第２主面２００ｂは第１主面２００ａの板厚方向の裏側に設けられている。

また図２に示すように第１主面２００ａにエミッタ電極２１０、ゲートライナ２３０、および、保護膜２４０が設けられている。エミッタ電極２１０は保護膜２４０によって第１エミッタ電極２１１と第２エミッタ電極２１２に区画されている。第１エミッタ電極２１１と第２エミッタ電極２１２は図示しない下地電極を介して電気的に接続されていてもよい。第２主面２００ｂに一面にコレクタ電極２２０が設けられている。

なお、エミッタ電極２１０が第１主電極に相当する。コレクタ電極２２０が第２主電極に相当する。なお、ゲートライナ２３０が信号配線に相当する。

以下説明を簡便とするために、図３に示すように第１主面２００ａを第１領域２８１、第２領域２８２、第３領域２８３、および、第１周辺領域２８７に分けて説明する。以下に第１領域２８１～第１周辺領域２８７について具体的に説明する。

図３に示すように第１領域２８１～第３領域２８３は第１主面２００ａの中央に配置されている。第１領域２８１と第２領域２８２はｘ方向に離間して並んでいる。第３領域２８３は第１領域２８１と第２領域２８２の間に設けられている。そして第１周辺領域２８７が第１領域２８１～第３領域２８３をｚ方向周りの周方向で環状に囲む態様で、第１主面２００ａに設けられている。

図３に示すように第１領域２８１に第１エミッタ電極２１１が形成されている。第２領域２８２に第２エミッタ電極２１２が形成されている。第３領域２８３にゲートライナ２３０の一部と保護膜２４０の一部が設けられている。

以下、第３領域２８３に設けられたゲートライナ２３０の一部を第１ゲートライナ２３１と示す。第３領域２８３に設けられた保護膜２４０の一部を第１保護部２４１と示す。第１ゲートライナ２３１が第１保護部２４１に被覆保護されている。なお、第１保護部２４１が区画部に相当する。

また第１周辺領域２８７には、ゲートライナ２３０の残りと保護膜２４０の残りと複数のパッド７４０が設けられている。以下、第１周辺領域２８７に設けられたゲートライナ２３０の残りを第２ゲートライナ２３２と示す。第１周辺領域２８７に設けられた保護膜２４０の残りを第２保護部２４２と示す。第２ゲートライナ２３２が第２保護部２４２に被覆保護されている。

なお、図３においてはゲートライナ２３０の位置を明瞭とするためにゲートライナ２３０を破線で示している。

ゲートライナ２３０とは半導体素子２００に形成されたパワートランジスタのゲート電極に遅延なくオンオフ信号を伝達するために抵抗を低抵抗化した配線のことである。

保護膜２４０とはポリイミドを含む部材から成るゲートライナ２３０を保護するための保護部材のことである。保護膜２４０はエミッタ電極２１０よりもはんだ３００に濡れにくくなっている。より具体的に言えば、第１保護部２４１と第２保護部２４２それぞれが第１エミッタ電極２１１と第２エミッタ電極２１２よりもはんだ３００に濡れにくくなっている。

複数のパッド７４０とは、信号用の電極のことである。複数のパッド７４０は、例えば半導体素子２００のｙ方向の端側に設けられている。複数のパッド７４０は第２保護部２４２から露出されている。

複数のパッド７４０それぞれは、例えば、ゲート電極用、ケルビンエミッタ用、電流センス用、温度センサのアノード電位用、同じく温度センサのカソード電位用などに用いられる。複数のパッド７４０は、図示しないボンディングワイヤを介して、複数の信号端子７３０に電気的に接続されている。

ターミナル４００は略直方体形状を成す導電性のブロック体である。ターミナル４００は熱伝導性および電気伝導性に優れる例えば銅などの金属部材を用いて形成されている。

図２に示すように、ターミナル４００はｚ方向に離間して並ぶ第１ターミナル面４００ａとその裏側の第２ターミナル面４００ｂと第１ターミナル面４００ａと第２ターミナル面４００ｂを連結する４つの連結ターミナル面４００ｃを有する。第２ターミナル面４００ｂが第１ターミナル面４００ａよりもｚ方向で第１主面２００ａ側に設けられている。なお、第２ターミナル面４００ｂが対向面に相当する。

また第１ターミナル面４００ａに第１めっき２５０が設けられている。第２ターミナル面４００ｂに第２めっき２６０が設けられている。連結ターミナル面４００ｃに第３めっき２７０が設けられている。

以下、第２ターミナル面４００ｂを具体的に説明するために、第２ターミナル面４００ｂを第４領域２８４、第５領域２８５、および、第６領域２８６に分けて説明する。以下に第４領域２８４～第６領域２８６について具体的に説明する。

図４に示すように第４領域２８４と第５領域２８５はｘ方向に離間して並んでいる。第６領域２８６は第４領域２８４と第５領域２８５の間に設けられている。

そして第４領域２８４～第６領域２８６それぞれに第２めっき２６０が設けられている。以下説明を簡便とするために第４領域２８４に設けられる第２めっき２６０を第１対向めっき２６１と示す。第５領域２８５に設けられる第２めっき２６０を第２対向めっき２６２と示す。第６領域２８６に設けられる第２めっき２６０を第３対向めっき２６３と示す。なお、図４の正面図はターミナル４００を第２ターミナル面４００ｂ側から見た時の正面図である。

なお第１対向めっき２６１と第２対向めっき２６２が対向部に相当する。第３対向めっき２６３は介在部に相当する。

図３～図５に示すように第４領域２８４はｚ方向で第１領域２８１の一部と対向している。第５領域２８５はｚ方向で第２領域２８２の一部と対向している。第６領域２８６は第１領域２８１の一部と第２領域２８２の一部と第３領域２８３それぞれとｚ方向で対向している。なお、図５においては後述の第１凹凸部２６３ａと第１保護部２４１との位置関係を明瞭にするために、半導体素子２００に第２ターミナル面４００ｂを重ねた図を示している。

それに伴って第１対向めっき２６１はｚ方向で第１エミッタ電極２１１の一部と対向している。第２対向めっき２６２はｚ方向で第２エミッタ電極２１２の一部と対向している。第３対向めっき２６３は第１エミッタ電極２１１と第２エミッタ電極２１２と第１保護部２４１と第１ゲートライナ２３１それぞれの一部とｚ方向で重なる態様で対向している。

また第３対向めっき２６３の第１保護部２４１側の表面には、図６に示すようにｚ方向に凹凸する第１凹凸部２６３ａが形成されている。第１凹凸部２６３ａは第３対向めっき２６３の第１保護部２４１側の表面に連続して形成されている。なお、第１凹凸部２６３ａは凹凸形状に相当する。

第１凹凸部２６３ａは第３対向めっき２６３の第１保護部２４１側の表面にレーザーを照射することで作成される。第３対向めっき２６３の第１保護部２４１側の表面はレーザーが照射されると溶融し、気化する。そしてその部位が凹になることで表面に第１凹凸部２６３ａが形成される。なお、第３対向めっき２６３はターミナル４００よりも融点が低くなっている。レーザーによって第３対向めっき２６３の融点を越える温度が印加される。これによって第３対向めっき２６３が溶融される。

第３対向めっき２６３は表面に第１凹凸部２６３ａが形成されることによって濡れ性が低くなっている。そのために第１凹凸部２６３ａは第１対向めっき２６１と第２対向めっき２６２それぞれよりもはんだ３００に濡れにくくなっている。より具体的に言えば、第１凹凸部２６３ａは、第１対向めっき２６１と第２対向めっき２６２それぞれよりも後述の第１接合はんだ３１１と後述の第２接合はんだ３１２それぞれに濡れにくくなっている。

また上記した第３めっき２７０にも第３対向めっき２６３と同様に連結ターミナル面４００ｃに直交する方向に凹凸する第２凹凸部２７０ａが形成されている。第２凹凸部２７０ａは第３めっき２７０の連結ターミナル面４００ｃから離間した側の表面に連続して形成されている。

第３めっき２７０は表面に第２凹凸部２７０ａが形成されることによって濡れ性が低くなっている。そのために第２凹凸部２７０ａは、第１めっき２５０と第１対向めっき２６１と第２対向めっき２６２とそれぞれよりもはんだ３００に濡れにくくなっている。より具体的に言えば、第２凹凸部２７０ａは、第１めっき２５０と第１対向めっき２６１と第２対向めっき２６２それぞれよりも第２はんだ３２０と後述の第１接合はんだ３１１と後述の第２接合はんだ３１２それぞれに濡れにくくなっている。はんだ３００の詳細については後で説明する。

次にヒートシンクについて説明する。図２に示すように第１ヒートシンク５００はｚ方向に厚さの薄い扁平形状を成している。第１ヒートシンク５００は半導体素子２００の第２主面２００ｂ側に設けられている。

第１ヒートシンク５００には、図１に示す第１主端子７１０が連なっている。第１主端子７１０とは半導体素子２００のコレクタ電極２２０に電気的に接続される端子７００のことである。

第１ヒートシンク５００は、半導体素子２００に形成されたトランジスタの熱を半導体素子２００の外部に放熱する放熱機能と、コレクタ電極２２０と第１主端子７１０とを電気的に中継する機能を有している。第１ヒートシンク５００は、ターミナル４００同様、熱伝導性および電気伝導性に優れる例えば銅などの金属部材を用いて形成されている。

第２ヒートシンク６００も同様にｚ方向に厚さの薄い扁平形状を成している。図２に示すように第２ヒートシンク６００は半導体素子２００の第１主面２００ａ側に設けられている。

第２ヒートシンク６００には、第２主端子７２０が連なっている。第２主端子７２０とは半導体素子２００のエミッタ電極２１０に電気的に接続される端子７００のことである。

第２ヒートシンク６００は、半導体素子２００に形成されたトランジスタの熱を半導体素子２００の外部に放熱する放熱機能と、エミッタ電極２１０と第２主端子７２０とを電気的に中継する機能を有している。第２ヒートシンク６００は、ターミナル４００および第１ヒートシンク５００同様、熱伝導性および電気伝導性に優れる例えば銅などの金属部材を用いて形成されている。

次にはんだ３００について説明する。はんだ３００は第１はんだ３１０と第２はんだ３２０と第３はんだ３３０を有している。なお、第１はんだ３１０ははんだ部材に相当する。

第１はんだ３１０がエミッタ電極２１０と第２めっき２６０の間に設けられている。より具体的に言えば第１はんだ３１０は、第１エミッタ電極２１１と第１対向めっき２６１の間に設けられる第１接合はんだ３１１と、第２エミッタ電極２１２と第２対向めっき２６２の間に設けられる第２接合はんだ３１２に区画される。

第１エミッタ電極２１１と第１対向めっき２６１が第１接合はんだ３１１を介して電気的および機械的に接合されている。第２エミッタ電極２１２と第２対向めっき２６２が第２接合はんだ３１２を介して電気的および機械的に接合されている。

第２はんだ３２０が第１めっき２５０と第２ヒートシンク６００の間に設けられている。第１めっき２５０と第２ヒートシンク６００が第２はんだ３２０を介して電気的および機械的に接合されている。

第３はんだ３３０がコレクタ電極２２０と第１ヒートシンク５００の間に設けられている。コレクタ電極２２０と第１ヒートシンク５００が第３はんだ３３０を介して電気的および機械的に接合されている。

＜第１はんだの接触角＞
図５および図６に示すように、第１凹凸部２６３ａの第１エミッタ電極２１１側の端が、第１保護部２４１の第１エミッタ電極２１１側の端よりもｘ方向で第１エミッタ電極２１１側に位置している。

第１凹凸部２６３ａの第２エミッタ電極２１２側の端が、第１保護部２４１の第２エミッタ電極２１２側の端よりもｘ方向で第２エミッタ電極２１２側に位置している。

第１凹凸部２６３ａのｘ方向の長さＬ１が、第１保護部２４１のｘ方向の長さＬ２よりも長くなっている。

さらに言えば、第１凹凸部２６３ａのｚ方向の投影領域内に第１保護部２４１のターミナル４００とｚ方向で対向する部位のすべてが含まれている。

上記したように第１凹凸部２６３ａと第１保護部２４１が、第１接合はんだ３１１と第２接合はんだ３１２それぞれに濡れにくくなっている。

そのために図６に示すように第１接合はんだ３１１の第１保護部２４１側の部位と第１エミッタ電極２１１との接触角が鋭角になっている。第２接合はんだ３１２の第１保護部２４１側の部位と第２エミッタ電極２１２との接触角が鋭角になっている。

また図５および図６に示すように半導体素子２００のｚ方向の投影領域内にターミナル４００のすべてが含まれている。さらに言えば、半導体素子２００における第１エミッタ電極２１１と第２エミッタ電極２１２と第１保護部２４１を併せた領域のｚ方向の投影領域内にターミナル４００のすべてが含まれている。

上記したように第１ターミナル面４００ａと第２ターミナル面４００ｂを連結する４つの連結ターミナル面４００ｃそれぞれには、第１接合はんだ３１１と第２接合はんだ３１２と第２はんだ３２０それぞれに濡れにくい第２凹凸部２７０ａが形成されている。

そのために図６に示すように第１接合はんだ３１１の第２保護部２４２側の部位と第１エミッタ電極２１１との接触角が鋭角になっている。第２接合はんだ３１２の第２保護部２４２側の部位と第２エミッタ電極２１２との接触角が鋭角になっている。

第１接合はんだ３１１と第２接合はんだ３１２それぞれが略四角錘台を成している。すなわち第１保護部２４１と第１凹凸部２６３ａによって第１はんだ３１０が第１接合はんだ３１１と第２接合はんだ３１２が区画されている。

そのために第１接合はんだ３１１と第２接合はんだ３１２とが架橋されにくくなっている。第１接合はんだ３１１と第２接合はんだ３１２が電気的および機械的に接合されにくくなっている

＜第１ヒートシンクと第２ヒートシンクの間の導電経路の電気抵抗＞
図２に示すように第１ヒートシンク５００と第２ヒートシンク６００は、第１はんだ３１０、半導体素子２００、第２はんだ３２０、ターミナル４００、および、第３はんだ３３０を介して電気的に接続されている。

またこれまでに説明したように第１凹凸部２６３ａは第１接合はんだ３１１と第２接合はんだ３１２それぞれに濡れにくくなっている。ターミナルにおける第１凹凸部２６３ａの設けられた部位に第１接合はんだ３１１と第２接合はんだ３１２が電気的および機械的に接合されにくくなっている
そのためにターミナル４００の第１凹凸部２６３ａの設けられる部位で、第１ターミナル面４００ａと第２ターミナル面４００ｂ間に流れる電流が流れにくくなっている。第１ターミナル面４００ａと第２ターミナル面４００ｂ間の電気抵抗が高くなっている。

そのための工夫として図６に示すように第１対向めっき２６１のｘ方向の長さＬ３と第２対向めっき２６２のｘ方向の長さＬ４の和が、第１凹凸部２６３ａのｘ方向の長さＬ１よりも長くなっている。これによれば第１ターミナル面４００ａと第２ターミナル面４００ｂ間の電気抵抗が高くなりすぎることが抑制されやすくなっている。

さらに第１対向めっき２６１のｘ方向の長さＬ３と第２対向めっき２６２のｘ方向の長さＬ４それぞれよりも、第１凹凸部２６３ａのｘ方向の長さＬ１が短くなっていてもよい。

（第２実施形態）
第１実施形態ではエミッタ電極２１０が第１保護部２４１によって２つに区画された形態について説明したが、エミッタ電極２１０がｙ方向に延びる複数の第１保護部２４１によって２つ以上に区画されていてもよい。それに伴って複数の第１保護部２４１それぞれに第１ゲートライナ２３１が被覆保護されていてもよい。

図７および図８に示すように、第２実施形態では、複数の第１保護部２４１のうちの１つによって第１エミッタ電極２１１と第２エミッタ電極２１２それぞれがｘ方向にさらに２つに区画されている。

ｘ方向に２つに区画されたうちの１つの第１エミッタ電極２１１と、もう１つの第１エミッタ電極２１１の間の第１保護部２４１に、第１ゲートライナ２３１が配策されている。

同様にｘ方向に２つに区画されたうちの１つの第２エミッタ電極２１２と、もう１つの第２エミッタ電極２１２の間の第１保護部２４１に、第１ゲートライナ２３１が配策されている。

さらに図８に示すように第２ターミナル面４００ｂにおける複数の第１保護部２４１それぞれにｚ方向で対向する部位に、ｚ方向に凹凸するとともに連続する複数の第１凹凸部２６３ａが形成されている。なお、図８においては第１凹凸部２６３ａと第１保護部２４１との位置関係を明瞭にするために、半導体素子２００に第２ターミナル面４００ｂを重ねた図を示している。

複数の第１凹凸部２６３ａそれぞれのｘ方向の長さＬ１が、複数の第１保護部２４１それぞれのｘ方向の長さＬ２よりも長くなっている。そのために第２実施形態においても第１実施形態と同様の作用効果を奏し得る。

なお、第２実施形態においては複数の第１保護部２４１によってエミッタ電極２１０がｘ方向で４つに区画された例について具体的に説明したが、エミッタ電極２１０の区画される個数は４つに限定されない。エミッタ電極２１０がｘ方向で４つ以上に区画されていてもよい。

（第３実施形態）
また図９および図１０に示す第３実施形態のようにｙ方向に連続する第１保護部２４１の他にｘ方向に連続する第１保護部２４１を有していてもよい。ｘ方向に連続する第１保護部２４１によって第１エミッタ電極２１１と第２エミッタ電極２１２それぞれがｙ方向にさらに２つに区画されていてもよい。それに伴ってｘ方向に連続する第１保護部２４１に第１ゲートライナ２３１が被覆保護されていてもよい。

また図１０に示すように第２ターミナル面４００ｂのｘ方向に連続する第１保護部２４１とｙ方向に連続する第１保護部２４１それぞれのｚ方向で対向する部位に、ｘ方向に連続する第１凹凸部２６３ａとｙ方向に連続する第１凹凸部２６３ａが形成されている。なお、図１０においては第１凹凸部２６３ａと第１保護部２４１との位置関係を明瞭にするために、半導体素子２００に第２ターミナル面４００ｂを重ねた図を示している。

ｙ方向に連続する第１凹凸部２６３ａのｘ方向の長さＬ１が、ｙ方向に連続する第１保護部２４１のうちのｙ方向に連続する第１保護部２４１のｘ方向の長さＬ２よりも長くなっている。ｘ方向に連続する第１凹凸部２６３ａのｙ方向の長さＬ５が、ｘ方向に連続する第１保護部２４１のｙ方向の両端の長さＬ６よりも長くなっている。そのために第３実施形態においても第１実施形態と同様の作用効果を奏し得る。

（第４実施形態）
第１実施形態～第３実施形態においては第１凹凸部２６３ａのｚ方向の投影領域内に第１保護部２４１のターミナル４００に対向する部位のすべてが含まれる形態について説明した。しかしながら図１１および図１２に示す第４実施形態に示すように、第１凹凸部２６３ａのｚ方向の投影領域内に第１保護部２４１のすべてが含まれていてもよい。なお、図１２においては第２ターミナル面４００ｂに第１エミッタ電極２１１と第２エミッタ電極２１２の輪郭を重ねた図を示している。

その場合、ターミナル４００のｚ方向の投影領域に半導体素子２００のすべてが含まれている。さらに第１対向めっき２６１と第２対向めっき２６２と第３対向めっき２６３を併せた部位を環状に囲む第４対向めっき２６４が第２ターミナル面４００ｂに設けられている。

第４対向めっき２６４にはｚ方向に凹凸する第３凹凸部２６４ａが形成されている。第３凹凸部２６４ａは第４対向めっき２６４の第２保護部２４２側の表面に連続して形成されている。第３凹凸部２６４ａが、第１対向めっき２６１と第２対向めっき２６２それぞれよりも第１接合はんだ３１１と第２接合はんだ３１２それぞれに濡れにくくなっている。

そのために第１接合はんだ３１１の連結ターミナル面４００ｃ側と第１エミッタ電極２１１の接触角が鋭角になるようになっている。第２接合はんだ３１２の連結ターミナル面４００ｃ側と第２エミッタ電極２１２の接触角が鋭角になるようになっている。連結ターミナル面４００ｃに第２凹凸部２７０ａが形成されていなくとも第１接合はんだ３１１と第２接合はんだ３１２それぞれが略四角錘台を成すようになっている。第４実施形態においても第１実施形態と同様の作用効果を奏し得る。

＜作用効果＞
これまでに説明したように第１凹凸部２６３ａと第１保護部２４１が、第１接合はんだ３１１と第２接合はんだ３１２それぞれに濡れにくく、第１はんだ３１０が第１接合はんだ３１１と第２接合はんだ３１２に区画されている。

そのために第１接合はんだ３１１と第２接合はんだ３１２が半導体素子２００とターミナル４００の間で架橋されにくくなっている。それに伴って第１はんだ３１０のｚ方向の厚さが局所的に薄くなることが抑制されやすくなっている。

これによれば第１はんだ３１０に応力集中することが抑制されやすくなっている。第１はんだ３１０にクラックが生じることが抑制されやすくなっている

これまでに説明したように第１凹凸部２６３ａのｚ方向の投影領域内に第１保護部２４１のターミナル４００とｚ方向で対向する部位のすべてが含まれている。

第１凹凸部２６３ａのｘ方向の長さＬ１が、第１保護部２４１のｘ方向の長さＬ２よりも長くなっている。

そのために第１接合はんだ３１１の第１保護部２４１側の部位と第１エミッタ電極２１１との接触角と、第２接合はんだ３１２の第１保護部２４１側の部位と第２エミッタ電極２１２との接触角それぞれが鋭角になっている。

また半導体素子２００と半導体素子２００に設けられたはんだ３００の接触角が鋭角であるとき、接触角が鈍角であるときよりも、半導体素子２００にかかる応力が小さくなりやすくなる。

これによれば、第１接合はんだ３１１から第１エミッタ電極２１１にかかる応力が小さくなりやすくなっている。第１エミッタ電極２１１にクラックが生じることが抑制されやすくなっている。

同様に第２接合はんだ３１２から第２エミッタ電極２１２にかかる応力が小さくなりやすくなっている。第２エミッタ電極２１２にクラックが生じることが抑制されやすくなっている。

まとめて言えば、第１はんだ３１０からエミッタ電極２１０にかかる応力が小さくなりやすくなっている。エミッタ電極２１０にクラックが生じることが抑制されやすくなっている。

これまでに説明したように第１凹凸部２６３ａは第１接合はんだ３１１と第２接合はんだ３１２それぞれに濡れにくくなっている。第１凹凸部２６３ａのように第１はんだ３１０に濡れない領域があると、第１ターミナル面４００ａと第２ターミナル面４００ｂ間の電気抵抗および熱抵抗が高くなる。

そのための工夫として、第１対向めっき２６１のｘ方向の長さＬ３と第２対向めっき２６２のｘ方向の長さＬ４の和が、第１凹凸部２６３ａのｘ方向の長さＬ１よりも長くなっている。これによれば第１ターミナル面４００ａと第２ターミナル面４００ｂ間の電気抵抗および熱抵抗が高くなりすぎることが抑制されやすくなっている。

これまでに説明したように、第３めっき２７０の連結ターミナル面４００ｃから離間した側の表面には、第１はんだ３１０と第２はんだ３２０それぞれに濡れにくい第２凹凸部２７０ａが形成されている。

そのために第１はんだ３１０と第２はんだ３２０それぞれが一方から他方に向かって連結ターミナル面４００ｃを濡れ拡がりにくくなっている。

それに伴って例えば第２はんだ３２０が第１はんだ３１０側に流れ込み、第１はんだ３１０の量が増えることで、応力によってエミッタ電極２１０にクラックが生じることが抑制されやすくなっている。

（第１変形例）
これまでの実施形態においては第１凹凸部２６３ａのｘ方向の長さＬ１と第１保護部２４１のｘ方向の長さＬ２の長さ関係に着目して、第１接合はんだ３１１と第２接合はんだ３１２それぞれのエミッタ電極２１０との接触角について説明した。

しかしながら他にも図１３に示すように、第１凹凸部２６３ａのｘ方向の長さＬ１が、第１凹凸部２６３ａと第１保護部２４１のｚ方向の離間距離Ｌ７の２倍と第１保護部２４１のｘ方向の長さＬ２の和以上になっていてもよい。

これによれば第１接合はんだ３１１の第１保護部２４１側の部位と第１エミッタ電極２１１との接触角が４５度以下になりやすくなっている。第２接合はんだ３１２の第１保護部２４１側の部位と第２エミッタ電極２１２との接触角が４５度以下になりやすくなっている。

また図１４に示すように半導体素子２００と半導体素子２００に設けられたはんだ３００の接触角が小さくなるに伴い、半導体素子２００の寿命が延長されやすくなる。

これによれば、第１接合はんだ３１１と第１エミッタ電極２１１との接触角と第２接合はんだ３１２と第２エミッタ電極２１２との接触角が４５度以下の時、半導体素子２００の寿命が一桁程度延長されやすくなっている。

（第２変形例）
これまでに説明した実施形態においては第１凹凸部２６３ａのｚ方向の投影領域内に第１保護部２４１のターミナル４００に対向する部位が含まれる形態について説明した。しかしながら図１５に示すように第１凹凸部２６３ａのｚ方向の投影領域内に第１保護部２４１が含まれていなくてもよい。図１５に示すように第３対向めっき２６３の第１対向めっき２６１側の一端と第２対向めっき２６２側に他端それぞれに部分的に第１凹凸部２６３ａが形成されていてもよい。

第１保護部２４１と第１凹凸部２６３ａによって図１５に示すように第１はんだ３１０が第１接合はんだ３１１と第２接合はんだ３１２に区画されていればよい。第１接合はんだ３１１と第２接合はんだ３１２が区画されていれば、第１はんだ３１０の厚さがｚ方向で局所的に薄くなることが抑制されやすくなっている。

（第３変形例）
これまでに説明した実施形態においては第１凹凸部２６３ａのｘ方向の長さＬ１が、第１保護部２４１のｘ方向の長さＬ２よりも長くなっている形態について説明した。しかしながら図１６に示すように第１凹凸部２６３ａのｘ方向の長さが、第１保護部２４１のｘ方向の長さと同じになっていてもよい。

その場合、第１接合はんだ３１１の第１保護部２４１側の部位と第１エミッタ電極２１１との接触角が直角になっている。第２接合はんだ３１２の第１保護部２４１側の部位と第２エミッタ電極２１２との接触角が直角になっている。第１接合はんだ３１１と第２接合はんだ３１２が半導体素子２００とターミナル４００の間で架橋されにくくなっている。第１はんだ３１０の厚さがｚ方向で局所的に薄くなることが抑制されやすくなっている。

（第４変形例）
また図１７に示すように第１凹凸部２６３ａのｘ方向の長さＬ１が、第１保護部２４１のｘ方向の長さＬ２よりも短くなっていてもよい。その場合においても第１接合はんだ３１１と第２接合はんだ３１２が半導体素子２００とターミナル４００の間で架橋されにくくなっている。第１はんだ３１０の厚さがｚ方向で局所的に薄くなることが抑制されやすくなっている。

（第５変形例）
図示しないが、第１凹凸部２６３ａのｚ方向の投影領域内に第１保護部２４１の一部が含まれていても良い。それに伴って例えば、第１接合はんだ３１１の第１保護部２４１側の部位と第１エミッタ電極２１１との接触角が鋭角で、第２接合はんだ３１２の第１保護部２４１側の部位と第２エミッタ電極２１２との接触角が鈍角になっていてもよい。

（第６変形例）
図示しないが、第２ターミナル面４００ｂに第３対向めっき２６３に代わりにはんだ３００濡れにくいポリイミドなどを含む被覆膜が設けられていてもよい。被覆膜と第１保護部２４１によって第１はんだ３１０が第１接合はんだ３１１と第２接合はんだ３１２に区画されていればよい。

（その他の変形例）
本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態が本開示に示されているが、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範ちゅうや思想範囲に入るものである。

２００…半導体素子、２００ａ…第１主面、２００ｂ…第２主面、２１０…エミッタ電極、２２０…コレクタ電極、２３０…ゲートライナ、２４０…保護膜、２４１…第１保護部、２６１…第１対向めっき、２６２…第２対向めっき、２６３…第３対向めっき、２６３ａ…第１凹凸部、３１０…第１はんだ、４００…ターミナル、４００ｂ…第２ターミナル面

Claims (6)

1. 第１主面（２００ａ）に形成された第１主電極（２１０）、板厚方向で前記第１主面の裏側の第２主面（２００ｂ）に形成された第２主電極（２２０）、および、前記第１主面に設けられるとともに前記第１主電極を複数の領域に区画する区画部（２４１）を含む保護膜（２４０）、を備える半導体素子（２００）と、
   前記第１主電極と前記板厚方向で対向する複数の対向部（２６１、２６２）、および、複数の前記対向部の並ぶ並び方向で複数の前記対向部の間に設けられる介在部（２６３）、を前記板厚方向で前記第１主面に対向する対向面（４００ｂ）に備える導電部材（４００）と、
   前記第１主電極と複数の前記対向部との間に設けられるとともに前記区画部と前記介在部とによって複数の領域に区画されるはんだ部材（３１０）と、を有し、
   前記区画部が前記第１主電極よりも前記はんだ部材に濡れにくく、
   前記介在部が前記対向部よりも前記はんだ部材に濡れにくくなっており、
   前記対向面において、前記介在部及び複数の前記対向部を環状に囲み、前記対向部よりも前記はんだ部材に濡れにくい、前記板厚方向に凹凸する凹凸部（２６４ａ）が形成されている半導体装置。
2. 前記介在部の前記並び方向の長さが前記区画部の前記並び方向の長さよりも長く、
   前記介在部の前記板厚方向の投影領域に前記区画部が含まれている請求項１に記載の半導体装置。
3. 複数の前記対向部の前記並び方向の長さの和が、前記介在部の前記並び方向の長さよりも長くなっている請求項１または２に記載の半導体装置。
4. 前記介在部の前記並び方向の長さが、前記板厚方向における前記介在部と前記区画部の間の離間距離の２倍と前記区画部の前記並び方向の長さの和以上になっている請求項１～３のいずれか１項に記載の半導体装置。
5. 前記介在部の前記第１主面側の部位に前記板厚方向に凹凸する凹凸形状（２６３ａ）が形成されている請求項１～４のいずれか１項に記載の半導体装置。
6. 前記半導体素子に、信号を伝達し、前記第１主面に沿って延びる信号配線（２３０）が設けられ、
   前記信号配線の一部が前記区画部に被覆されている請求項１～５のいずれか１項に記載の半導体装置。

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