JP2015211550A - 半導体装置及びこれを用いた電力変換装置 - Google Patents

Abstract

【課題】１つの半導体素子が１パッケージ化された１ｉｎ１タイプの半導体装置において小型化を図ることができる半導体装置を提供する。
【解決手段】半導体素子１と、半導体素子１と接続される高電位側電極２と、半導体素子１と接続される低電位側電極３とを備える半導体装置であって、高電位側電極２の一部である高電位側端子部２２と、低電位側電極３の一部である低電位側端子部３３とが、半導体装置の互いに対向する側面Ｓ１，Ｓ２から延出され、半導体装置の平面視において、高電位側端子部の中心と低電位側端子部の中心を結んだ直線が、半導体装置の中心から半導体装置の側面に伸ばした中心線と交わる。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体装置及びこれを用いた電力変換装置に関する。

従来の３相インバータとして、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）やダイオード等の複数の半導体素子を、上下アーム３相分１パッケージ化した６ｉｎ１タイプの半導体装置により構成するもの、上下アーム分を１パッケージ化した２ｉｎ１タイプの半導体装置を３つ並べて構成するもの、上下アームをそれぞれ個別に１パッケージ化した１ｉｎ１タイプの半導体装置を６つ並べて構成するのものが知られている。

例えば、特許文献１に記載の半導体装置は、上下アームを個別に１パッケージ化した１ｉｎ１タイプであるため、実装自由度の低下や汎用性の低下を抑制することができる。

特開２００８−２１７９６号公報

特許文献１に記載の半導体装置において、低インピーダンス化するために、外部接続用電極（エミッタ電極及びコレクタ電極）の端子部の幅をある程度広くする必要がある。また、外部接続用電極の両側には複数本の信号電極が設けられる。このため、特許文献１に記載の半導体装置の幅は、外部接続用電極及び信号電極の幅により規定されることになる。

したがって、特許文献１に記載の１ｉｎ１タイプの半導体装置を６つ用いて構成した三相インバータは、２ｉｎ１タイプの半導体装置を３つ用いた場合や６ｉｎ１タイプの半導体装置を１つ用いた場合よりも装置が大型化する問題があった。

上記課題に鑑みて成されたものであり、その目的は、１つの半導体素子が１パッケージ化された１ｉｎ１タイプの半導体装置において小型化を図ることができる半導体装置及びこれを用いた電力変換装置を提供することである。

本発明の一態様に係る半導体装置及びこれを用いた電力変換装置は、半導体素子と接続される高電位側電極及び低電位側電極の一部である高電位側端子部及び低電位側端子部が、半導体装置の互いに対向する側面から延出され、半導体装置の平面視において、高電位側端子部の中心と低電位側端子部の中心を結んだ直線が、半導体装置の中心から半導体装置の側面に伸ばした中心線と交わることを特徴とする。

本発明によれば、１つの半導体素子が１パッケージ化された１ｉｎ１タイプの半導体装置において小型化を図ることができる半導体装置及びこれを用いた電力変換装置を提供することができる。

本発明の第1実施形態に係る半導体装置の平面図である。 本発明の第1実施形態に係る半導体装置の側面図である。 図１のＡ−Ａ切断面の断面図である。 図１のＢ−Ｂ切断面の断面図である。 本発明の第２実施形態に係る半導体装置及びこれを用いた電力変換装置の平面図である。 本発明の第２実施形態に係る半導体装置の側面図である。 本発明の第３実施形態に係る半導体装置及びこれを用いた電力変換装置の平面図である。 本発明のその他の実施形態に係る半導体装置及びこれを用いた電力変換装置の平面図である。 本発明のその他の実施形態に係る３相モータの回路図である。

（第１実施形態）
本発明の第1実施形態では、１つ半導体素子が１パッケージ化された１ｉｎ１タイプ半導体装置及びこれを用いた電力変換装置を説明する。本発明の第1実施形態に係る半導体装置は、図１〜図４に示すように、電力変換用半導体素子（半導体チップ）１と、電力変換用半導体素子１と電気的に接続された高電位側電極（ドレイン電極）２と、電力変換用半導体素子１と電気的に接続された低電位側電極（ソース電極）３とを備える。

電力変換用半導体素子１、高電位側電極２の一部、及び低電位側電極３の一部は、直方体形状の樹脂１８により封止されている。図１の平面視において、樹脂１８は、高電位側電極２及び低電位側電極３の長手方向を長辺とした矩形を有する。ここで、図１の平面視において、矩形の樹脂１８の中心を、半導体装置の中心Ｃ０と定義する。更に、図１の平面視において、半導体装置の中心Ｃ０から、樹脂１８の対向する側面Ｓ１，Ｓ２に伸ばした直線を、半導体装置の中心線Ｌ２と定義する。

電力変換用半導体素子１は、半田（図示省略）等を介して高電位側電極２に接続されていてもよい。電力変換用半導体素子１は、配線柱材料やワイヤ（図示省略）等を介して低電位側電極３に接続されていてもよい。

電力変換用半導体素子１としては、例えば金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）やＩＧＢＴが採用可能である。本発明の第1実施形態においては電力変換用半導体素子１がＭＯＳＦＥＴである場合を説明するが、ＩＧＢＴである場合には「ドレイン」が「コレクタ」となり、「ソース」が「エミッタ」となる。なお、電力変換用半導体素子１が形成される半導体チップには、電流を逆向きに流すダイオードが内蔵されていてもよい。

高電位側電極２には、電力変換用半導体素子１とは別個の電子材料１２が絶縁材を介して接続されている。電子材料１２としては、例えば温度測定用サーミスタ等が採用可能である。電子材料１２は、例えば図１の平面視において、電力変換用半導体素子１及び低電位側電極３の端部に隣接する位置に配置されている。なお、電子材料１２がない構成であってもよく、複数の電子材料が配置されていてもよい。

高電位側電極２は、電力変換用半導体素子１を搭載する搭載部（ダイパッド部）２１と、搭載部２１に折れ曲がるように一体的に形成され、外部の電源電位に接続される高電位側端子部２２とを有する。

図１の平面視において、搭載部２１は矩形を有し、その略中央に電力変換用半導体素子１が搭載されている。搭載部２１の中心と樹脂１８の中心とは互いに一致していてもよく、異なる位置であってもよい。図２〜図４に示すように、搭載部２１の電力変換用半導体素子１の搭載面と対向する面は、樹脂１８から露出している。

高電位側端子部２２は、半導体装置（樹脂１８）の側面Ｓ２から露出して直線状に延伸する。高電位側端子部２２の直線部分の幅は、搭載部２１の幅の半分程度である。図１の平面視において、高電位側端子部２２の側面Ｓ２から露出して直線状に延伸する矩形部分の中心を、高電位側端子部２２の中心Ｃ１と定義する。

低電位側電極３は、電力変換用半導体素子１と接続する接続部３１と、接続部３１と一体的に形成され、外部の接地電位に接続される低電位側端子部３２とを有する。

図１及び図３に示すように、接続部３１は、電力変換用半導体素子１の上面の略半分の領域を覆っている。図２及び図３に示すように、高電位側電極２の搭載部２１と低電位側電極３の接続部３１は、電力変換用半導体素子１を挟むように互いに対面する。

低電位側端子部３２は、半導体装置（樹脂１８）の側面Ｓ２に対向する側面Ｓ１から露出して直線状に延伸する。図１の平面視において、低電位側端子部３２が樹脂１８の側面Ｓ１から露出して直線状に延伸する矩形部分の中心を、低電位側端子部３２の中心Ｃ２と定義する。

本発明の第1実施形態に係る半導体装置において、高電位側端子部２２の中心Ｃ１と低電位側端子部３２の中心Ｃ２を結んだ直線Ｌ１が少なくとも半導体装置の中心線Ｌ２と交わるように、高電位側端子部２２及び低電位側端子部３２がそれぞれ配置されている。なお、高電位側端子部２２の中心Ｃ１と低電位側端子部３２の中心Ｃ２を結んだ直線Ｌ１は、半導体装置の中心Ｃ０を通ってもよく、半導体装置の中心Ｃ０とは異なる位置で半導体装置の中心線Ｌ２と交わってもよい。

高電位側端子部２２及び低電位側端子部３２は、延出部１４，１５をそれぞれ有する。延出部１４，１５は高電位側端子部２２の中心Ｃ１及び低電位側端子部３２の中心Ｃ２から半導体装置の中心線Ｌ２のない側にそれぞれ延伸している。

高電位側端子部２２と低電位側端子部３２は、ねじ穴（開口部）１６，１７を有する。ねじ穴（開口部）１６，１７は、ねじを挿入して実装基板に半導体装置を固定するために設けられる。ねじ穴１６，１７の中心Ｃ３，Ｃ４は、高電位側端子部２２の中心Ｃ１及び低電位側端子部３２の中心Ｃ２から半導体装置の中心線Ｌ２のない側に配置されている。

電力変換用半導体素子１の上面には複数のボンディングパッド（図示省略）が形成されている。電力変換用半導体素子１に形成された複数のボンディングパッドには、低電位測定用信号端子（ソースセンス）９、スイッチング制御用信号端子（ゲート電極）８、電流測定用信号端子１０がワイヤ４１〜４３を介して電気的に接続されている。低電位測定用信号端子９、スイッチング制御用信号端子８及び電流測定用信号端子１０は、低電位側端子部３２と並列に、互いに離間して配置されている。

低電位測定用信号端子９は、電力変換用半導体素子１の低電位側電極３の電位を測定するものであり、外部の電位計に接続される。図１に示すように、低電位測定用信号端子９は、低電位側端子部３２に隣接し、半導体装置の中心線Ｌ２に近い側に配置されている。図１、図２及び図４に示すように、低電位測定用信号端子９の端部は折れ曲がり、高電位側電極２の搭載部２１上に絶縁材（図示省略）を介して配置される。

スイッチング制御用信号端子８は、電力変換用半導体素子１のゲート電極にゲート電圧を供給してスイッチング動作を制御するものであり、外部の制御回路に接続される。図１に示すように、スイッチング制御用信号端子８は、低電位測定用信号端子９と電流測定用信号端子１０との間に配置されている。スイッチング制御用信号端子８の端部は低電位測定用信号端子９と同様に折れ曲がり、高電位側電極２の搭載部２１上に絶縁材（図示省略）を介して配置される。

電流測定用信号端子１０は、電力変換用半導体素子１の低電位側電極３に流れる電流を測定するものであり、外部の電流計に接続される。図１に示すように、電流測定用信号端子１０は、スイッチング制御用信号端子８に隣接して配置されている。電流測定用信号端子１０の端部は低電位測定用信号端子９と同様に折れ曲がり、高電位側電極２の搭載部２１上に絶縁材（図示省略）を介して配置される。

なお、低電位測定用信号端子９、スイッチング制御用信号端子８及び電流測定用信号端子１０の配置位置は適宜入れ替えることができる。例えば、図１では低電位測定用信号端子９が低電位側端子部３２に隣接して配置されているが、スイッチング制御用信号端子８又は電流測定用信号端子１０が低電位側端子部３２に隣接して配置されていてもよい。

一方、高電位側電極２には、高電位測定用信号端子（ドレインセンス）１１が電気的に接続されている。高電位測定用信号端子１１は、電力変換用半導体素子１の高電位側電極２の電位を測定するものであり、外部の電位計に接続される。高電位測定用信号端子１１は、高電位側端子部２２に隣接し且つ平行に、半導体装置の中心線Ｌ２に近い側に配置されている。

電子材料１２には、電子材料用信号端子１３の一端がワイヤ４４等を介して電気的に接続されている。電子材料用信号端子１３の他端は、温度計等の外部機器に接続される。図１に示すように、電子材料用信号端子１３は、高電位測定用信号端子１１に隣接して配置されている。図３に示すように、電子材料用信号端子１３の一端は折れ曲がり、高電位側電極２の搭載部２１上に絶縁材（図示省略）を介して配置される。なお、図示を省略するが、電子材料用信号端子１３は、低電位測定用信号端子９等と同様に、低電位側端子部３２に隣接して配置されても良い。また、電子材料用信号端子１３の本数は特に限定されず、複数本（２本以上）の電子材料用信号端子が並列に配置されていてもよい。

次に、本発明の第1実施形態に係る半導体装置の製造方法の一例を説明する。なお、本発明の第1実施形態に係る半導体装置の製造方法は以下の製造方法に特に限定されるものではない。

（イ）まず、高電位側電極２を用意し、高電位側電極２の搭載部２１上に、半田等を介して電力変換用半導体素子１を搭載する。更に、低電位側電極３を用意し、電力変換用半導体素子１の上面に、半田等を介して低電位側電極３の接続部３１を配置する。このとき、図１の平面視において、半導体装置の高電位側端子部２２の中心Ｃ１と低電位側端子部３２の中心Ｃ２を結んだ直線Ｌ１が、半導体装置の中心線Ｌ２と交わるように、高電位側端子部２２及び低電位側端子部３２を配置する。

（ロ）更に、高電位側電極２の搭載部２１上に、スイッチング制御用信号端子８、低電位測定用信号端子９及び電流測定用信号端子１０のそれぞれの端部を絶縁材を介して配置する。更に、高電位側電極２の搭載部２１上に、電子材料１２を絶縁材を介して搭載する。更に、高電位側電極２の搭載部２１の上面に、高電位測定用信号端子１１の端部を接続する。

（ハ）電力変換用半導体素子１と、スイッチング制御用信号端子８、低電位測定用信号端子９及び電流測定用信号端子１０とを、ワイヤボンディング等によりワイヤ４１〜４３で接続する。また、電子材料１２と電子材料用信号端子１３とを、ワイヤボンディング等によりワイヤ４４で接続する。

（ニ）その後、金型等を用いて、電力変換用半導体素子１、高電位側電極２の搭載部２１及び低電位側電極３の接続部３１を樹脂１８で直方体形状に封止する。この結果、図１に示した半導体装置が完成する。

従来、シリコン（Ｓｉ）からなるＩＧＢＴ等の大きな半導体チップを用いた半導体装置においては、一般的には半導体チップの幅により半導体装置全体の幅が規定される。一方、炭化珪素（ＳｉＣ）からなるＭＯＳＦＥＴ等の小さな半導体チップを用いた半導体装置においては、半導体チップの幅ではなく、高電位側電極及び低電位側電極の端子部の幅等により半導体装置全体の幅が規定される場合がある。このため、高電位側電極及び低電位側電極の端子部の幅等が小型化の障害となってしまう。

これに対して、本発明の第1実施形態に係る半導体装置及びこれを用いた電力変換装置によれば、高電位側端子部２２の中心Ｃ１と低電位側端子部３２の中心Ｃ２を結んだ直線Ｌ１が、少なくとも半導体装置の中心線Ｌ２と交わるように、高電位側端子部２２及び低電位側端子部３２を配置することにより、低インピーダンス化するために高電位側端子部２２及び低電位側端子部３２の幅を大きくしつつ、半導体装置全体を小型化できる。

また、スイッチング制御用信号端子８、低電位測定用信号端子９及び電流測定用信号端子１０を低電位側端子部３２の延出部１５及びねじ穴１７のない側に並列に配置し、且つ高電位測定用信号端子１１を高電位側端子部２２の延出部１４及びねじ穴１６のない側に隣接して配置することにより、絶縁距離を必要最小限にしつつ、高電位側端子部２２及び低電位側端子部３２の幅にしばられることなく、半導体装置全体の幅を小さくすることができる。

また、電子材料用信号端子１３が低電位側端子部３２又は高電位側端子部２２に並列に、半導体装置の中心線Ｌ２に近い側に配置されるため、平面視において低インピーダンス化するために高電位側端子部２２及び低電位側端子部３２の幅を大きくし、電子材料用信号端子１３を設けつつ、半導体装置全体を小型化できる。

また、高電位側端子部２２及び低電位側端子部３２の延出部１４，１５が、高電位側端子部２２の中心Ｃ１及び低電位側端子部３２の中心Ｃ２から半導体装置の中心線Ｌ２のない側に延出されるので、平面視において低インピーダンス化するために高電位側端子部２２及び低電位側端子部３２の幅を更に大きくしつつ、半導体装置を小型化できる。

また、延出部１４，１５の少なくとも一部を用いて外部接続用のねじ穴１６，１７を設けることができるので、高電位側端子部２２及び低電位側端子部３２の直線部分にねじ穴１６，１７を設ける場合よりも高電位側端子部２２及び低電位側端子部３２の直線部分の幅を狭くすることができ、半導体装置全体の幅を小さくすることができる。

また、高電位側電極２及び低電位側電極３の少なくとも一部が電力変換用半導体素子１を挟むように互いに対面し、電力変換用半導体素子１、高電位側電極２の一部、及び低電位側電極３の一部が樹脂封止されることにより、高電位側電極２と低電位側電極３との絶縁距離を小さくし、半導体装置を更に小型化できる。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態に係る電力変換装置は、図５に示すように、１ｉｎ１タイプの半導体装置１００ａ，１００ｂを２個配置して構成される。なお、本発明の第２実施形態に係る電力変換装置は、更に複数個（３個以上）の半導体装置で構成してもよい。

また、半導体装置１００ａ，１００ｂのそれぞれは、本発明の第1実施形態に係る半導体装置に対して電流測定用信号端子１０を省略している点が異なるが、本発明の第1実施形態に係る半導体装置と同様に電流測定用信号端子を有していてもよい。

半導体装置１００ａは、図５及び図６に示すように、電力変換用半導体素子（半導体チップ）１ａと、電力変換用半導体素子１ａと電気的に接続される高電位側電極２ａと、電力変換用半導体素子１ａと電気的に接続される低電位側電極３ａとを備える。更に、高電位側電極２ａには、電力変換用半導体素子１ａとは別個の電子材料１２ａが絶縁材を介して接続されている。電力変換用半導体素子１ａ、電子材料１２ａ、高電位側電極２ａの一部及び低電位側電極３ａの一部は樹脂１８ａで封止されている。

高電位側電極２ａは搭載部２１ａ及び高電位側端子部２２ａを有する。低電位側電極３ａは、接続部３１ａ及び低電位側端子部３２ａを有する。高電位側端子部２２ａの中心Ｃ１１と低電位側端子部３２ａの中心Ｃ１２を結んだ直線Ｌ１１が、少なくとも半導体装置の中心Ｃ１０から側面に伸ばした中心線Ｌ１２と交わるように、高電位側端子部２２ａ及び低電位側端子部３２ａがそれぞれ配置されている。

高電位側端子部２２ａ及び低電位側端子部３２ａは延出部１４ａ，１５ａ及びねじ穴１６ａ，１７ａをそれぞれ有する。ねじ穴１６ａ，１７ａの中心Ｃ１３，Ｃ１４は、高電位側端子部２２ａの中心Ｃ１１及び低電位側端子部３２ａの中心Ｃ１２から半導体装置の中心線Ｌ１２のない側に配置されている。

電力変換用半導体素子１ａには、低電位測定用信号端子９ａ、スイッチング制御用信号端子８ａがワイヤ４１ａ，４２ａを介して電気的に接続されている。高電位側電極２ａには、高電位測定用信号端子１１ａが電気的に接続されている。電子材料１２ａには、電子材料用信号端子１３ａがワイヤ４４ａを介して電気的に接続されている。

図５及び図６に示すように、低電位測定用信号端子９ａ及び電子材料用信号端子１３ａは、高電位側端子部２２ａ又は低電位側端子部３２ａに近い位置で、半導体装置の平面視に対して垂直に折れ曲がっている。スイッチング制御用信号端子８ａ及び高電位測定用信号端子１１ａも、低電位測定用信号端子９ａ及び電子材料用信号端子１３ａと同様に、低電位側端子部３２ａに近い位置で、半導体装置の平面視に対して垂直に折れ曲がっている。

一方、半導体装置１００ｂは、電力変換用半導体素子（半導体チップ）１ｂと、電力変換用半導体素子１ｂと電気的に接続される高電位側電極２ｂと、電力変換用半導体素子１ｂと電気的に接続される低電位側電極３ｂとを備える。更に、高電位側電極２ｂには、電力変換用半導体素子１ｂとは別個の電子材料１２ｂが絶縁材を介して接続されている。電力変換用半導体素子１ｂ、電子材料１２ｂ、高電位側電極２ｂの一部及び低電位側電極３ｂの一部は樹脂１８ｂで封止されている。

高電位側電極２ｂは搭載部２１ｂ及び高電位側端子部２２ｂを有する。低電位側電極３ｂは、接続部３１ｂ及び低電位側端子部３２ｂを有する。高電位側端子部２２ｂの中心Ｃ２１と低電位側端子部３２ｂの中心Ｃ２２を結んだ直線Ｌ２１が、少なくとも半導体装置の中心Ｃ２０から側面に伸ばした中心線直線Ｌ２２と交わるように、高電位側端子部２２ｂ及び低電位側端子部３２ｂがそれぞれ配置されている。

高電位側端子部２２ｂ及び低電位側端子部３２ｂは延出部１４ｂ，１５ｂ及びねじ穴１６ｂ，１７ｂをそれぞれ有する。ねじ穴１６ｂ，１７ｂの中心Ｃ２３，Ｃ２４は、高電位側端子部２２ｂの中心Ｃ２１及び低電位側端子部３２ｂの中心Ｃ２２から半導体装置の中心線直線Ｌ２２のない側に配置されている。

電力変換用半導体素子１ｂには、低電位測定用信号端子９ｂ、スイッチング制御用信号端子８ｂがワイヤ４１ｂ，４２ｂを介して電気的に接続されている。高電位側電極２ｂには、高電位測定用信号端子１１ｂが電気的に接続されている。電子材料１２ｂには、電子材料用信号端子１３ｂがワイヤ４４ｂを介して電気的に接続されている。

本発明の第２実施形態に係る半導体装置１００ａ，１００ｂは、図５に示すように、低電位側端子部３２ａ，３２ｂ同士を隣接し、高電位側端子部２２ａ，２２ｂ同士を隣接して配置されている。

スイッチング制御用信号端子８ｂ、低電位測定用信号端子９ｂ、高電位測定用信号端子１１ｂ及び電子材料用信号端子１３ｂは、高電位側端子部２２ｂ又は低電位側端子部３２ｂに近い位置で、半導体装置の平面視に対して垂直に折れ曲がっている。

本発明の第２実施形態に係る半導体装置１００ａ，１００ｂ及びこれを用いた電力変換装置によれば、高電位側端子部２２ａ，２２ｂの中心Ｃ１１，Ｃ２１と低電位側端子部３２ａ，３２ｂの中心Ｃ１２，２２を結んだ直線Ｌ１１，Ｌ２１が、少なくとも半導体装置の中心線Ｌ１２，Ｌ２２と交わるように、高電位側端子部２２ａ，２２ｂ及び低電位側端子部３２ａ，３２ｂを配置することにより、低インピーダンス化するために高電位側端子部２２ａ，２２ｂ及び低電位側端子部３２ａ，３２ｂの幅を大きくしつつ、半導体装置１００ａ，１００ｂ全体を小型化できる。

また、スイッチング制御用信号端子８ａ，８ｂ、低電位測定用信号端子９ａ，９ｂ及び電流測定用信号端子（図示省略）を低電位側端子部３２ａ，３２ｂの延出部１５ａ，１５ｂ及びねじ穴１７ａ，１７ｂのない側に並列に配置し、且つ高電位測定用信号端子１１ａ，１１ｂを高電位側端子部２２ａ，２２ｂの延出部１４ａ，１４ｂ及びねじ穴１６ａ，１６ｂのない側に隣接して配置することにより、絶縁距離を必要最小限にしつつ、高電位側端子部２２ａ，２２ｂ及び低電位側端子部３２ａ，３２ｂの幅にしばられることなく、半導体装置１００ａ，１００ｂ全体の幅を小さくすることができる。

また、電子材料用信号端子１３ａ，１３ｂが低電位側端子部３２ａ，３２ｂ又は高電位側端子部２２ａ，２２ｂに並列に、半導体装置の中心線Ｌ１２，Ｌ２２に近い側に配置されるため、平面視において低インピーダンス化するために高電位側端子部２２ａ，２２ｂ及び低電位側端子部３２ａ，３２ｂの幅を大きくし、電子材料用信号端子１３ａ，１３ｂを設けつつ、半導体装置１００ａ，１００ｂ全体を小型化できる。

また、高電位側端子部２２ａ，２２ｂ及び低電位側端子部３２ａ，３２ｂの延出部１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂが、高電位側端子部２２ａ，２２ｂの中心Ｃ１１，Ｃ２１及び低電位側端子部３２の中心Ｃ１２，２２から半導体装置の中心線Ｌ１２，Ｌ２２のない側に延出されるので、平面視において低インピーダンス化するために高電位側端子部２２ａ，２２ｂ及び低電位側端子部３２ａ，３２ｂの幅を更に大きくしつつ、半導体装置１００ａ，１００ｂを小型化できる。

また、延出部１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂのそれぞれの少なくとも一部を用いて外部接続用のねじ穴１６ａ，１６ｂ，１７ａ，１７ｂを設けることができるので、高電位側端子部２２ａ，２２ｂ及び低電位側端子部３２ａ，３２ｂの直線部分にねじ穴１６ａ，１６ｂ，１７ａ，１７ｂを設ける場合よりも高電位側端子部２２ａ，２２ｂ及び低電位側端子部３２ａ，３２ｂの直線部分の幅を狭くすることができ、半導体装置１００ａ，１００ｂ全体の幅を小さくすることができる。

また、高電位側電極２ａ，２ｂ及び低電位側電極３ａ，３ｂの少なくとも一部が電力変換用半導体素子１ａ，１ｂを挟むように互いに対面し、電力変換用半導体素子１ａ，１ｂ、高電位側電極２ａ，２ｂの一部、及び低電位側電極３ａ，３ｂの一部が樹脂封止されることにより、高電位側電極２ａ，２ｂと低電位側電極３ａ，３ｂとの絶縁距離を小さくし、半導体装置１００ａ，１００ｂを更に小型化できる。

更に、図５に示すように、半導体装置１００ａのスイッチング制御用信号端子８ａ及び低電位測定用信号端子９ａが垂直に折れ曲がることにより確保された箇所に、半導体装置１００ｂの低電位側端子部３２ｂの延出部１５ｂ及びねじ穴１７ｂを設けることができる。更に、半導体装置１００ｂの高電位測定用信号端子１１ｂ及び電子材料用信号端子１３ｂが垂直に折れ曲がることにより確保された箇所に、半導体装置１００ａの高電位側端子部２２ａの延出部１４ａ及びねじ穴１６ａを設けることができる。

このため、半導体装置１００ａ，１００ｂ同士の絶縁沿面距離を小さくしつつ、大電流が流れる高電位側端子部２２ａ，２２ｂと低電位側端子部３２ａ，３２ｂの電極幅と外部接続用ねじ穴１６ａ，１６ｂ，１７ａ，１７ｂを設け、半導体装置１００ａ，１００ｂを複数個並べて配置し構成する電力変換装置を小型化できる。半導体装置１００ａ，１００ｂを駆動する駆動回路は信号端子が垂直に折れ曲がっていることより半導体装置１００ａ，１００ｂの直上に配置することにより、信号端子の配線インピーダンスを最短とし、電力変換装置を更に小型化できる。

更に、スイッチング制御用信号端子８ａ，８ｂ、低電位測定用信号端子９ａ，９ｂ、高電位測定用信号端子１１ａ，１１ｂ、電子材料用信号端子１３ａ，１３ｂ及び電流測定用信号端子（図示省略）の少なくとも一部が、高電位側端子部２２ａ，２２ｂ又は低電位側端子部３２ａ，３２ｂのうちの並列する一方に近い位置で、半導体装置１００ａ，１００ｂの平面視に対して垂直に折れ曲がっている。このため、平面視に垂直に折れ曲がった信号端子によって絶縁沿面を確保することができるため、半導体装置１００ａ，１００ｂを更に小型化できる。

更に、半導体装置１００ａ，１００ｂを２個以上、低電位側端子部３２ａ，３２ｂ同士を隣接し、高電位側端子部２２ａ，２２ｂ同士を隣接して配置されるため、平面視において高電位側端子部２２ａ，２２ｂ、低電位側端子部３２ａ，３２ｂ及び信号端子がない箇所の絶縁沿面によって互いの距離を小さくできる。このため、半導体装置１００ａ，１００ｂを２個以上用いて構成される電力変換装置を小型化できる。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態に係る電力変換装置は、図７に示すように、１ｉｎ１タイプの半導体装置１００ａ，１００ｂを２個配置して構成される。なお、本発明の第２実施形態に係る電力変換装置は、更に複数個（３個以上）の半導体装置で構成してもよい。

また、半導体装置１００ａ，１００ｂのそれぞれは、本発明の第1実施形態に係る半導体装置に対して電流測定用信号端子１０を省略している点が異なるが、本発明の第1実施形態に係る半導体装置と同様に電流測定用信号端子を有していてもよい。

本発明の第３実施形態に係る電力変換装置において、半導体装置１００ａ，１００ｂの低電位側端子部３２ａ，３２ｂと、半導体装置１００ａ，１００ｂの高電位側端子部２２ａ，２２ｂとが互いに隣接するように、半導体装置１００ａ，１００ｂが配置されている点が、本発明の第２実施形態の構成と異なる。

第３実施形態においてもスイッチング制御用信号端子８ａ，８ｂ、低電位測定用信号端子９ａ，９ｂ、高電位測定用信号端子１１ａ，１１ｂ及び電子材料用信号端子１３ａ，１３ｂが高電位側端子部２２ａ，２２ｂ又は低電位側端子部３２ａ，３２ｂに近い位置で、半導体装置１００ａ，１００ｂの平面視に対して垂直に折れ曲がっており、その側面図は図６と同様となる。

本発明の第３実施形態に係る半導体装置１００ａ，１００ｂ及びこれを用いた電力変換装置によれば、高電位側端子部２２ａ，２２ｂの中心Ｃ１１，Ｃ２１と低電位側端子部３２ａ，３２ｂの中心Ｃ１２，２２を結んだ直線Ｌ１１，Ｌ２１が、少なくとも半導体装置の中心線Ｌ１２，Ｌ２２と交わるように、高電位側端子部２２ａ，２２ｂ及び低電位側端子部３２ａ，３２ｂを配置することにより、低インピーダンス化するために高電位側端子部２２ａ，２２ｂ及び低電位側端子部３２ａ，３２ｂの幅を大きくしつつ、半導体装置１００ａ，１００ｂ全体を小型化できる。

また、スイッチング制御用信号端子８ａ，８ｂ、低電位測定用信号端子９ａ，９ｂ及び電流測定用信号端子（図示省略）を低電位側端子部３２ａ，３２ｂの延出部１５ａ，１５ｂ及びねじ穴１７ａ，１７ｂのない側に並列に配置し、且つ高電位測定用信号端子１１ａ，１１ｂを高電位側端子部２２ａ，２２ｂの延出部１４ａ，１４ｂ及びねじ穴１６ａ，１６ｂのない側に隣接して配置することにより、絶縁距離を必要最小限にしつつ、高電位側端子部２２ａ，２２ｂ及び低電位側端子部３２ａ，３２ｂの幅にしばられることなく、半導体装置１００ａ，１００ｂ全体の幅を小さくすることができる。

また、電子材料用信号端子１３ａ，１３ｂが低電位側端子部３２ａ，３２ｂ又は高電位側端子部２２ａ，２２ｂに並列に、半導体装置の中心線Ｌ１２，Ｌ２２に近い側に配置されるため、平面視において低インピーダンス化するために高電位側端子部２２ａ，２２ｂ及び低電位側端子部３２ａ，３２ｂの幅を大きくし、電子材料用信号端子１３ａ，１３ｂを設けつつ、半導体装置１００ａ，１００ｂ全体を小型化できる。

また、高電位側端子部２２ａ，２２ｂ及び低電位側端子部３２ａ，３２ｂの延出部１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂが、高電位側端子部２２ａ，２２ｂの中心Ｃ１１，Ｃ２１及び低電位側端子部３２の中心Ｃ１２，２２から半導体装置の中心線Ｌ１２，Ｌ２２のない側に延出されるので、平面視において低インピーダンス化するために高電位側端子部２２ａ，２２ｂ及び低電位側端子部３２ａ，３２ｂの幅を更に大きくしつつ、半導体装置１００ａ，１００ｂを小型化できる。

また、延出部１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂのそれぞれの少なくとも一部を用いて外部接続用のねじ穴１６ａ，１６ｂ，１７ａ，１７ｂを設けることができるので、高電位側端子部２２ａ，２２ｂ及び低電位側端子部３２ａ，３２ｂの直線部分にねじ穴１６ａ，１６ｂ，１７ａ，１７ｂを設ける場合よりも高電位側端子部２２ａ，２２ｂ及び低電位側端子部３２ａ，３２ｂの直線部分の幅を狭くすることができ、半導体装置１００ａ，１００ｂ全体の幅を小さくすることができる。

また、高電位側電極２ａ，２ｂ及び低電位側電極３ａ，３ｂの少なくとも一部が電力変換用半導体素子１ａ，１ｂを挟むように互いに対面し、電力変換用半導体素子１ａ，１ｂ、高電位側電極２ａ，２ｂの一部、及び低電位側電極３ａ，３ｂの一部が樹脂封止されることにより、高電位側電極２ａ，２ｂと低電位側電極３ａ，３ｂとの絶縁距離を小さくし、半導体装置１００ａ，１００ｂを更に小型化できる。

更に、図７に示すように、半導体装置１００ａの高電位測定用信号端子１１ａ及び電子材料用信号端子１３ａが垂直に折れ曲がることにより確保された箇所に、半導体装置１００ｂの低電位側端子部３２ｂの延出部１５ｂ及びねじ穴１６ｂを設けることができる。更に、半導体装置１００ｂの高電位測定用信号端子１１ｂ及び電子材料用信号端子１３ｂが垂直に折れ曲がることにより確保された箇所に、半導体装置１００ａの低電位側端子部３２ａの延出部１５ａ及びねじ穴１７ａを設けることができる。

このため、半導体装置１００ａ，１００ｂ同士の絶縁沿面距離を小さくしつつ、大電流が流れる高電位側端子部２２ａ，２２ｂと低電位側端子部３２ａ，３２ｂの電極幅と外部接続用ねじ穴１６ａ，１６ｂ，１７ａ，１７ｂを設け、半導体装置１００ａ，１００ｂを複数個並べて配置し構成する電力変換装置を小型化できる。半導体装置１００ａ，１００ｂを駆動する駆動回路は信号端子が垂直に折れ曲がっていることより半導体装置１００ａ，１００ｂの直上に配置することにより、信号端子の配線インピーダンスを最短とし、電力変換装置を更に小型化できる。

更に、スイッチング制御用信号端子８ａ，８ｂ、低電位測定用信号端子９ａ，９ｂ、高電位測定用信号端子１１ａ，１１ｂ、電子材料用信号端子１３ａ，１３ｂ及び電流測定用信号端子（図示省略）の少なくとも一部が、高電位側端子部２２ａ，２２ｂ又は低電位側端子部３２ａ，３２ｂのうちの並列する一方に近い位置で、半導体装置１００ａ，１００ｂの平面視に対して垂直に折れ曲がっている。このため、平面視に垂直に折れ曲がった信号端子によって絶縁沿面を確保することができるため、半導体装置１００ａ，１００ｂを更に小型化できる。

更に、半導体装置１００ａ，１００ｂを２個以上、低電位側端子部３２ａ，３２ｂと高電位側端子部２２ａ，２２ｂとを互いに隣接して配置されるため、平面視において高電位側端子部２２ａ，２２ｂ、低電位側端子部３２ａ，３２ｂ及び信号端子がない箇所の絶縁沿面によって互いの距離を小さくできる。このため、半導体装置１００ａ，１００ｂを２個以上用いて構成される電力変換装置を小型化できる。

（その他の実施形態）
上記のように、本発明は第１〜第３実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

例えば、図８に示すように、１ｉｎ１タイプの半導体装置１００を６つ並べてねじ１０２ａ，１０２ｂを用いて実装基板１０１に実装することにより、電力変換装置（３相インバータ）を構成することができる。図９に示すように、電力変換装置（３相インバータ）１０３は、制御回路１０４及びモータ１０５に接続される。

また、電力変換用半導体素子１，１ａ，１ｂがＩＧＢＴ等である場合、ＩＧＢＴ等の半導体チップと個別にダイオードの半導体チップを配置してもよい。ダイオードは、高電位側電極２，２ａ，２ｂの搭載部２１，２１ａ，２１ｂ上の任意の位置に配置される。例えば、ダイオードは、電力変換用半導体素子１，１ａ，１ｂに隣接するように配置してもよい。また、電力変換装置に適用可能な電力変換用半導体素子１，１ａ，１ｂを半導体素子の一例として説明したが、電力変換用ではない他の半導体素子であってもよい。

このように、本発明はここでは記載していない様々な実施形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。

１：半導体素子（半導体チップ）
２：高電位側電極
３：低電位側電極
８：スイッチング制御用信号端子
９：低電位測定用信号端子
１０：電流測定用信号端子
１１：高電位測定用信号端子
１２：電子材料
１３：電子材料用信号端子
１４，１５：延出部
１６，１７：ねじ穴
１８：樹脂
２１：搭載部
２２：高電位側端子
３１：接続部
３２：低電位側端子部
４１〜４４，４１ａ，４１ｂ，４２ａ，４２ｂ，４４ａ，４４ｂ：ワイヤ
１００，１００ａ，１００ｂ：半導体装置
１０２ａ，１０２ｂ：ねじ
１０３：電力変換装置
１０４：制御回路
１０５：モータ

Claims (13)

1. 半導体素子と、
   前記半導体素子と接続される高電位側電極と、
   前記半導体素子と接続される低電位側電極とを備える半導体装置であって、
   前記高電位側電極の一部である高電位側端子部と、前記低電位側電極の一部である低電位側端子部とが、前記半導体装置の互いに対向する側面から延出され、
   前記半導体装置の平面視において、前記高電位側端子部の中心と前記低電位側端子部の中心を結んだ直線が、前記半導体装置の中心から前記半導体装置の前記側面に伸ばした中心線と交わることを特徴とする半導体装置。
2. 前記半導体素子はスイッチング動作を制御するスイッチング制御用信号端子を有し、
   前記スイッチング制御用信号端子は前記低電位側端子部と並列に、前記半導体装置の前記中心線に近い側に配置される
   ことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
3. 前記半導体素子は前記低電位側電極の電位を測定する低電位測定用信号端子を有し、
   前記低電位測定用信号端子は前記低電位側端子部と並列に、前記半導体装置の前記中心線に近い側に配置される
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体装置。
4. 前記半導体素子は前記低電位側電極に流れる電流を測定する電流測定用信号端子を有し、
   前記電流測定用信号端子は前記低電位側端子部と並列に、前記半導体装置の前記中心線に近い側に配置される
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか1項に記載の半導体装置。
5. 前記半導体素子は前記高電位側電極の電位を測定する高電位測定用信号端子を有し、
   前記高電位測定用信号端子は前記高電位側端子部と並列に、前記半導体装置の前記中心線に近い側に配置される
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の半導体装置。
6. 前記半導体素子とは別個の電子材料を更に備え、
   前記電子材料は電子材料用信号端子を有し、
   前記電子材料用信号端子は前記半導体装置の前記低電位側端子部又は前記高電位側端子部と並列に、前記半導体装置の前記中心線に近い側に配置される
   ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか1項に記載の半導体装置。
7. 前記高電位側端子部と前記低電位側端子部は延出部をそれぞれ有し、
   前記高電位側端子部の前記延出部は前記高電位側端子部の中心から前記半導体装置の前記中心線のない側に延出され、
   前記低電位側端子部の前記延出部は前記低電位側端子部の中心から前記半導体装置の前記中心線のない側に延出される
   ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の半導体装置。
8. 前記高電位側端子部と前記低電位側端子部はねじ穴をそれぞれ有し、
   前記高電位側端子部の前記ねじ穴の中心は前記高電位側端子部の中心から前記半導体装置の前記中心線のない側に配置され、
   前記低電位側端子部の前記ねじ穴の中心は前記低電位側端子部の中心から前記半導体装置の前記中心線のない側に配置される
   ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の半導体装置。
9. 前記高電位側電極及び前記低電位側電極の少なくとも一部が前記半導体素子を挟むように互いに対面し、
   前記半導体素子、前記高電位側電極の一部、及び前記低電位側電極の一部が樹脂封止されている
   ことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の半導体装置。
10. 前記低電位側端子部と並列に、前記半導体装置の前記中心線に近い側に配置され、スイッチング動作を制御するスイッチング制御用信号端子と、
    前記低電位側端子部と並列に、前記半導体装置の前記中心線に近い側に配置され、前記低電位側電極の電位を測定する低電位測定用信号端子と、
    前記低電位側端子部と並列に、前記半導体装置の前記中心線に近い側に配置され、前記低電位側電極に流れる電流を測定する電流測定用信号端子と、
    前記高電位側端子部と並列に、前記半導体装置の前記中心線に近い側に配置され、前記高電位側電極の電位を測定する高電位測定用信号端子と、
    前記半導体装置の前記低電位側端子部又は前記高電位側端子部と並列に、前記半導体装置の前記中心線に近い側に配置され、前記半導体素子とは別個の電子材料に接続される電子材料用信号端子とを更に有し、
    前記スイッチング制御用信号端子、前記低電位測定用信号端子、前記電流測定用信号端子、前記高電位測定用信号端子及び前記電子材料用信号端子のそれぞれの少なくとも一部が、前記半導体装置の平面視に対して垂直方向に折れ曲がっていることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
11. 前記スイッチング制御用信号端子、前記低電位測定用信号端子、前記電流測定用信号端子、前記高電位測定用信号端子及び前記電子材料用信号端子のそれぞれの少なくとも一部が、前記低電位側端子部又は前記高電位側端子部のうち並列している一方に近い位置で、前記半導体装置の平面視に対して垂直方向に折れ曲がっていることを特徴とする請求項１０に記載の半導体装置。
12. 請求項１〜１１のいずれか1項に記載の半導体装置を複数有し、
    前記複数の半導体装置が、前記低電位側端子部同士を隣接し、且つ前記高電位側端子部同士を隣接して配置されることを特徴とする電力変換装置。
13. 請求項１〜１１のいずれか1項に記載の半導体装置を複数有し、
    前記複数の半導体装置が、前記低電位側端子部と前記高電位側端子部を互いと並列にて配置されることを特徴とする電力変換装置。

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