专利名称：功率半导体装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及功率半导体装置，更具体地说，涉及解决由于没有利用导线进行的连接而引起的问题用的技术。
背景技术：
迄今，对功率半导体装置要求小型轻量化、低价格化、高品质化。一般说来，为了获得高品质，会使价格升高，但最好降低价格而确保高品质。
图26及图27中分别示出了说明现有的功率半导体装置51P用的模式平面图及剖面图。这里，作为现有的半导体装置51P，作为例举出三相倒相器的一相部分的结构(所谓的支路)。另外，为了说明，图26及图27中省略了壳本体(树脂部分)。
在现有的功率半导体装置51P中，例如在由陶瓷构成的散热用绝缘基板151P的两个主面上配置铜或铝等金属层152P、153P。另外，绝缘基板151P例如利用焊锡被焊接在由铜或铝构成的金属制的散热片(图中未示出)上。
然后，IGBT121P、122P及续流二极管131P、132P配置在各金属层152P上(因此4个功率半导体元件121P、122P、131P、132P被配置在同一平面上)，导电性地与金属层152P接触。成对的功率半导体元件121P、131P及同样的功率半导体元件122P、132P利用铝或金制的导线互相连接。另外，功率半导体元件121P、122P、131P、132P利用导线154P连接在金属层152P、端子155P、155PP上。另外，金属层152P和端子155NP之间也利用导线154P连接。另外，端子155NP、155PP分别被连接在低电位(电源接地电位)及高电位上。
然后，配置壳体(图中未示出)，以便收容功率半导体元件121P、122P、131P、132P，将环氧系列树脂填充在壳体内。这时，用硅凝胶密封功率半导体元件121P、122P、131P、132P，有时将环氧系列树脂填充在该硅凝胶上。
现有的功率半导体装置51P有由导线154P引起的以下问题。
首先，有由于导线154P的切断等引起的断线问题。例如如果将功率半导体装置51P用于汽车、摩托车、列车等中，则由于振动而在导线的颈部发生裂纹，有时导线会断线。
另外，由于有必要确保导线154P的场所，所以功率半导体装置51P变地很大。
另外，导线154P上的电压降引起功率损失。
发明内容
本发明就是鉴于这样的问题而完成的，目的在于提供一种没有用导线进行的连接的功率半导体装置。
第一方面所述的功率半导体装置备有有互相相对的第一及第二主面的分别有元件配置部分的第一至第三端子构件；至少一个有互相相对的第一及第二主面以及分别设置在上述第一及第二主面上的第一及第二主电极的第一功率半导体元件；至少一个有互相相对的第一及第二主面以及分别设置在上述第一及第二主面上的第一及第二主电极的第二功率半导体元件；上述至少一个第一功率半导体元件与上述至少一个第二功率半导体元件具有相同的结构，上述第一端子构件的上述元件配置部分的上述第二主面接合在上述至少一个第一功率半导体元件的上述第一主电极上，上述至少一个第一功率半导体元件的上述第二主电极接合在上述第二端子构件的上述元件配置部分的上述第一主面上，上述第二端子构件的上述元件配置部分的上述第二主面接合在上述至少一个第二功率半导体元件的上述第一主电极上，上述至少一个第二功率半导体元件的上述第二主电极接合在上述第三端子构件的上述元件配置部分的上述第一主面上，还备有收容上述至少一个第一及第二功率半导体元件的外壳，上述第一至第三端子构件还分别有引出到上述外壳以外的外部连接部分。
第二方面所述的功率半导体装置是第一方面所述的功率半导体装置，上述外壳包括传送模外壳。
第三方面所述的功率半导体装置是第一方面或第二方面所述的功率半导体装置，上述至少一个第一功率半导体元件包括有上述第一及第二主电极的第一开关功率半导体元件；以及反向并联连接在上述第一开关功率半导体元件上、有上述第一及第二主电极的第一续流二极管，上述至少一个第二功率半导体元件包括有上述第一及第二主电极的第二开关功率半导体元件；以及反向并联连接在上述第二开关功率半导体元件上、有上述第一及第二主电极的第二续流二极管。
第四方面所述的功率半导体装置是第一方面至第三方面中的任意一方面所述的功率半导体装置，上述第一端子构件的上述元件配置部分的上述第一主面和上述第三端子构件的上述元件配置部分的上述第二主面中的至少一个主面从上述外壳露出。
第五方面所述的功率半导体装置是第四方面所述的功率半导体装置，上述至少一个主面无台阶地与上述外部连接部分连接。
第六方面所述的功率半导体装置是第一方面至第三方面中的任意一方面所述的功率半导体装置，还备有这样配置的绝缘部分通过上述第一端子构件与上述至少一个第一功率半导体元件相对，以及/或者通过上述第三端子构件与上述至少一个第二功率半导体元件相对。
第七方面所述的功率半导体装置是第三方面所述的功率半导体装置，上述第一开关功率半导体元件通过上述第二端子构件与上述第二续流二极管相对，上述第二开关功率半导体元件通过上述第二端子构件与上述第一续流二极管相对。
第八方面所述的功率半导体装置是第一方面至第七方面中的任意一方面所述的功率半导体装置，还备有配置在上述第一或第三端子构件的上述元件配置部分的上方的上述至少一个第一功率半导体元件用及上述至少一个第二功率半导体元件用的控制电路，上述控制电路分别包括由银焊料构成的电路图形、以及与上述电路图形接合的电路零件。
第九方面所述的功率半导体装置是第八方面所述的功率半导体装置，还备有带有连接在上述控制电路上的端子，固定在上述第一或第三端子构件上的连接器。
第十方面所述的功率半导体装置是第四方面所述的功率半导体装置，上述第一至第三端子构件中的至少一个端子构件在上述外部连接部分上还有雄螺钉插入孔。
第十一方面所述的功率半导体装置作为基体备有第一方面至第十方面中的任意一方面所述的功率半导体装置，还备有具有凹部的散热片，上述基体被插入上述凹部内，以便上述至少一个第一及第二功率半导体元件配置在上述凹部内。
第十二方面所述的功率半导体装置是第十一方面所述的功率半导体装置，上述第一或第三端子构件中的任意一者在上述凹部内从上述外壳中露出。
第十三方面所述的功率半导体装置作为基体备有第三方面所述的功率半导体装置，还备有具有凹部的散热片，上述基体被插入上述凹部内，上述第一及/或第二开关半导体元件在上述凹部内配置在比上述第一及/或第二续流二极管还低的底侧。
第十四方面所述的功率半导体装置是第十一方面至第十三方面中的任意一方面所述的功率半导体装置，还备有配置在上述基体和上述凹部的侧面之间并接触它们、具有比空气高的导热率的弹性体。
第十五方面所述的功率半导体装置是第十一方面至第十四方面中的任意一方面所述的功率半导体装置，上述散热片有导电性，上述第一或第三端子构件连接在与上述散热片相等的电位上，另一方面上述第三或第一端子构件不接触上述散热片，上述功率半导体装置还备有被上述第三或第一端子构件的上述外部连接部分和上述散热片夹持而导电性连接的平滑电容器。
第十六方面所述的功率半导体装置是第十一方面至第十方面中的任意一方面所述的功率半导体装置，还备有被上述第一端子构件的上述外部连接部分和上述第三端子构件的上述外部连接部分夹持而导电性连接的平滑电容器。
图1是说明本发明的功率半导体装置用的框图。
图2是说明实施形态1的第一功率半导体装置用的模式平面图。
图3是沿图2中的3-3线的模式剖面图。
图4是图3中的用虚线包围的部分4的放大图。
图5是说明实施形态1的第二功率半导体装置用的模式平面图。
图6是沿图5中的6-6线的模式剖面图。
图7是说明实施形态1的第三功率半导体装置用的模式剖面图。
图8是说明实施形态2的第一功率半导体装置用的模式剖面图。
图9是说明实施形态2的第二功率半导体装置用的模式剖面图。
图10是说明实施形态2的第三功率半导体装置用的模式剖面图。
图11是说明实施形态2的第四功率半导体装置用的模式剖面图。
图12是说明实施形态3的第一功率半导体装置用的模式平面图。
图13是从图12中的箭头13的方向看到的实施形态3的第一功率半导体装置的模式剖面图。
图14是从图12中的箭头14的方向看到的实施形态3的第一功率半导体装置的模式剖面图。
图15是说明实施形态3的第二功率半导体装置用的模式平面图。
图16是说明实施形态3的第二功率半导体装置用的模式剖面图。
图17是说明实施形态4的第一功率半导体装置用的模式剖面图。
图18是说明实施形态4的第二功率半导体装置用的模式剖面图。
图19是说明实施形态5的第一功率半导体装置用的模式剖面图。
图20是说明实施形态5的第二功率半导体装置用的模式剖面图。
图21是说明实施形态5的第三功率半导体装置用的模式剖面图。
图22是说明实施形态5的第四功率半导体装置用的模式剖面图。
图23是说明实施形态6的第一功率半导体装置用的模式剖面图。
图24是说明实施形态6的第二功率半导体装置用的模式剖面图。
图25是说明实施形态1至6的共同的变形例的功率半导体装置用的模式剖面图。
图26是说明现有的功率半导体装置用的模式平面图。
图27是说明现有的功率半导体装置用的模式剖面图。
发明的
具体实施例方式
<实施形态1>
首先，在图1中示出了说明本发明的功率半导体装置50用的框图。如图1所示，功率半导体装置50大致分成功率元件单元50A和控制单元50B。
这里作为功率元件单元50A，举例示出了三相(三支路)倒相器。高电位侧支路(也称为上支路)和低电位侧支路(也称为下支路)串联连接构成倒相器的一相部分的结构、即一个支路。
低电位侧支路分别包括作为第一功率半导体元件的第一开关功率半导体元件121及第一续流二极管(以下简称“(第一)二极管”)131。另外，作为第一开关功率半导体元件121，能举出IGBT(InsulatedGate Bipolar Transistor)作为一例。二极管131沿着正向电流环流的方向与IGBT121并联连接、即逆并联连接。具体地说，IGBT121的发射极及集电极分别连接在二极管131的阳极及阴极上。
低电位侧支路分别包括作为第二功率半导体元件的第二开关功率半导体元件122及第二续流二极管(以下简称“(第二)二极管”)132。另外，作为第二开关功率半导体元件122，能举出IGBT作为一例。与低电位侧支路相同，IGBT122和二极管132逆并联连接。
高电位侧支路和低电位侧支路的连接点在输出端子上。另外，高电位侧支路的IGBT122的集电极连接在高电位P上，低电位侧支路的IGBT121的发射极连接在低电位N(这里为电源接地电位GND)上。
控制单元50B包括连接在IGBT121的栅极上的低电位侧用的控制电路160、以及连接在IGBT122的栅极上的高电位侧用的控制电路170。另外，为了避免附图的复杂化，图1中只示出了一个支路部分的控制电路160、170。控制电路160、170按照规定的时序进行通/断控制，驱动IGBT121、122。另外，控制电路160有时还包括低电位侧支路的保护电路，控制电路170也一样。另外，功率半导体装置50与外部的驱动电源及控制·通信电路连接。
其次，图2中示出了说明本发明的实施形态1的第一功率半导体装置51的基本结构用的模式平面图(布局图)。另外，在图2中透视地示出了一部分要素，在后面所述的平面图中也同样地表示。另外，图3中示出了图2中的3-3线位置的模式剖面图，图4中示出了图3中的用虚线包围的部分4的放大图。另外，功率半导体装置51相当于图1中的功率半导体装置50的一个支路。
如图2至图4所示，功率半导体装置51包括第一至第三端子构件111、112、113；第一及第二IGBT121、122；第一及第二二极管131、132；以及传送模外壳141。
详细地说，第一端子构件111这样构成在侧视图中(或剖面图中)将有互相相对的第一及第二主面111S、111T的例如铜或铝等制的导电性板材(厚度例如为0.3～0.5mm左右)大致弯曲成L形，通过弯曲部分(换句话说通过棱线)大致分成两个部分111a、111b。这里，为了便于说明，沿端子构件111的棱线取第一方向D1，从该棱线沿上述部分111a、111b延伸的方向分别取第二及第三方向D2、D3。
同样，第二端子构件112也由大致弯曲成L形的导电性板材构成，有相当于上述主面111S、111T的第一及第二主面112S、112T；以及相当于上述两个部分111a、111b的两个部分112a、112b。另外，第三端子构件113也由大致弯曲成L形的导电性板材构成，有相当于上述主面111S、111T的第一及第二主面113S、113T；以及相当于上述两个部分111a、111b的两个部分113a、113b。
第一IGBT121的半导体芯片有互相相对的第一及第二主面121S、121T，在该主面121S、121T上分别设有第一及第二主电极121E、121F。同样，第二IGBT122的半导体芯片也有互相相对的第一及第二主面122S、122T，在该主面122S、122T上分别设有第一及第二主电极122E、122F。
另外，第一二极管131的半导体芯片有互相相对的第一及第二主面131S、131T，在该主面131S、131T上分别设有第一及第二主电极131E、123F。同样，第二第二二极管132的半导体芯片也有互相相对的第一及第二主面132S、132T，在该主面132S、132T上分别设有第一及第二主电极132E、132F。
第一IGBT121及第一二极管131的第一主电极121E、131E都用例如焊锡接合在第一端子构件111的一个部分111a的第二主面111T上。这时，IGBT121及二极管131与第二方向D2并列，IGBT121配置在上述棱线侧。
而且，第二端子构件112的一个部分112a的第一主面112S通过IGBT121及二极管131，面对第一端子构件111的一个部分111a配置，该主面112S接合在IGBT121及二极管131的第二主电极121F、131F上。另外，在功率半导体装置51中，端子构件112的另一个部分112b配置在二极管131侧。即，端子构件111、112的另一个部分111b、112b在IGBT121及第一二极管131的平面图中，通过IGBT121及二极管131互相相对配置。
第二IGBT122及第二二极管132的第一主电极122E、132E接合在第二端子构件112的一个部分112a的第二主面111T上。另外，在功率半导体装置51中，两个IGBT121、122沿第三方向D3重叠，两个二极管131、132沿第三方向D3重叠。即，两个IGBT121、122通过端子构件112的部分112a相对，两个二极管131、132通过该部分112a相对。另一方面，第一IGBT121通过端子构件112的部分112a，在第三方向D3上不与第二二极管132相对，同样，第二IGBT122在第三方向D3上不与第一二极管131相对。
另外，第三端子构件113的一个部分113a的第一主面113S通过IGBT122及二极管132，面对第二端子构件112的一个部分112a配置，该主面113S接合在IGBT122及二极管132的第二主电极122F、132F上。在功率半导体装置51中，端子构件113的另一个部分113b与端子构件111的部分111b相同，被配置在IGBT121、122侧。
另外，第一至第三端子构件111～113的元件配置部分111a～113a根据需要，对应于主电极121E、121F、122E、122F、131E、131F、1312E、132F及后面所述的控制电极121G、122G(参照图13)的平面图形进行构图。
然后，IGBT121、122及二极管131、132用传送模外壳141进行封装，被收容在该外壳141内。这时，形成传送模外壳141，以便第一至第三端子构件111～113的一个部分111a～113a的侧面及前端面被传送模外壳141覆盖。另外，在功率半导体装置51中，这样形成传送模外壳141，即，使第一端子构件111的一个部分111a的第一主面111S及第三端子构件113的一个部分113a的第二主面113T露出。另一方面，第一至第三端子构件111～113的另一个部分111b～113b的至少前端侧部分(距离弯曲部分远的一侧的部分)被配置在该外壳141的外部(被引出)。另外，在功率半导体装置51中，三个另一个部分111b～113b在第三方向D3上向同一侧突出。另外，另一个部分111b～113b被连接在外部的另一装置等上。
鉴于这样的结构，将第一至第三端子构件111～113的一个部分111a～113a称为“元件配置部分111a～113a”，将该另一个部分111b～113b称为“外部连接部分111b～113b”。
这里，如图1中的框图所示，在用IGBT121及二极管131构成低电位侧支路的情况下，第一端子构件111连接在低电位N上，第三端子构件113连接在高电位P上，第二端子构件112位于输出端子上。另外这时，IGBT121、122的第一主电极121E、122E及第二主电极121F、122F分别位于发射极及集电极上，二极管131、132的第一主电极131E、132E及第二主电极131F、132F分别位于阳极及阴极上。
与此不同，如果采用功率半导体装置51，则能用IGBT121及二极管131构成高电位侧支路，在这样的情况下，IGBT121、122的第一主电极121E、122E及第二主电极121F、122F分别位于集电极及发射极上，二极管131、132的第一主电极131E、132E及第二主电极131F、132F分别位于阴极及阳极上。而且第一端子构件111连接在高电位P上，第三端子构件113连接在低电位N上。
另外，关于IGBT121、122的栅极或控制电极，将用后面所述的图13说明。
如果采用功率半导体装置51，则端子构件111～113和功率半导体元件(IGBT121、122及二极管131、132)交替地重叠，同时端子构件111～113的外部连接部分111b～113b被引出到外壳141以外。因此，功率半导体装置51没有由导线154P(参照图26及图27)进行的连接。因此，如果采用功率半导体装置51，则能消除由导线154的连接引起的问题。
例如，由于即使施加振动，也不会发生由于导线的切断而引起的断线，所以能延长产品的寿命。另外，由于没有确保导线的连接场所的必要性，所以能使功率半导体装置51小型化。另外，如果采用端子构件111～113，则由于与导线154相比，容易增大与功率半导体元件121、122、131、132的接触面积，而且由于端子构件111～113和功率半导体元件121、122、131、132直接接合，能大幅度缩短布线长度，所以与导线154的情况相比，特别能降低电压下降及布线阻抗，能减少功率损失。
另外，导线154的条数(并且决定额定电流)越多，制造时间越长，与此不同，在功率半导体装置51的情况下，由于端子构件111～113和IGBT121、122及二极管131、132相接合构成，而与额定电流无关，所以生产效率高。
另外，由于端子构件111～113及IGBT121、122及二极管131、132重叠，所以还能谋求小型化。
这时，第一及第二二极管131、132最好互相采用相同结构(例如包括耐高压用的结构)的元件及半导体芯片。例如，两个二极管131、132都采用正台面型二极管，或者两者都采用逆台面型二极管。这样由于采用结构相同的二极管131、132，而不需要准备不同结构的两个二极管，所以能降低成本。关于第一及第二IGBT121、122这一点也一样。
如上所述，功率半导体装置51由于没有由导线154进行的连接，所以没有必要考虑例如模树脂141和导线154的热膨胀的不同、以及模压时导线154之间的接触等。因此，模树脂141的选择自由度大，所以例如能降低成本。
由于第一端子构件111的元件配置部分111a的第一主面111S及第三端子构件113的元件配置部分113a的第二主面113T从传送模外壳141露出，所以能获得高散热性。另外，如果通过将散热片配置在露出主面111S、113T上，更能提高散热性(将在后面说明)。如果具有高放热性能，则能采用小型的IGBT121、122及二极管131、132(反之，在散热性低的情况下，为了抑制发热，有必要采用大型的功率半导体元件)，结果能使功率半导体装置51小型化。另外，通过将例如电路零件等连接(接合)在上述露出主面111S、113T上，能谋求小型化、高集成化及高功能化。
其次，能将功率半导体装置51变形成模式地示于图5中的平面图及图6中的剖面图的实施形态1的第二功率半导体装置52。另外，图6是沿图5中的6-6线的模式的剖面图。具体地说，将三个外部连接部分111b～113b全部设置在IGBT121、122一侧也没关系。当然，也可以将三个外部连接部分111b～113b全部设置在二极管131、132一侧。另外，在功率半导体装置52中，虽然三个外部连接部分111b～113b全部向同一方向突出，但如后面所述的图19中的功率半导体装置62所示，使突出方向不同也没关系。即使采用这样的功率半导体装置52，也能获得上述的效果。
另外，还能将功率半导体装置51变形成图7中的模式的剖面图所示的实施形态1的第三功率半导体装置53。具体地说，在已经说明的功率半导体装置51中，将IGBT121和二极管131互相替换配置也没关系。即这时，第一IGBT121通过第二端子构件112的元件配置部分112a在第三方向D3上与第二二极管相对，第一二极管131通过该元件配置部分112a在第三方向D3上与第二IGBT122相对。当然，将IGBT122和二极管132互相替换配置也没关系，在上述的功率半导体装置52中也可以进行这样的配置转换。
如果采用该功率半导体装置53，则能获得与功率半导体装置51同样的效果，同时还能获得以下效果。即，由于两个IGBT121、122通过第二端子构件112相对的面积被减少，或者由于能不通过第二端子构件重叠，所以能减少或者没有两个IGBT121、122之间的热干扰。因此，能抑制两个IGBT121、122的发热，从而能抑制功率半导体装置53的发热。
<实施形态2>
图8中示出了说明实施形态2的第一功率半导体装置54的基本结构用的模式剖面图。将图8和上述的图3进行比较可知，功率半导体装置54有在功率半导体装置51中将传送模外壳141变换成传送模外壳142的结构。
详细地说，传送模外壳142这样形成使第三端子构件113的元件配置部分113a的第二主面113T露出，用该露出的一方覆盖第一端子构件111的元件配置部分111a的第一主面111S。这时，传送模外壳142大致分成已经说明的传送模外壳141、以及绝缘部分142a。该绝缘部分142a通过第一端子构件111的元件配置部分111a，与IGBT121及二极管131相对配置，接合在上述元件配置部分111a的第一主面111S及传送模外壳141上。
或者，变换成上述绝缘部分142a，如图9中的模式剖面图所示的实施形态2的第二功率半导体装置55所示，也能粘贴绝缘膜143a。即功率半导体装置55的外壳143由已经说明的传送模外壳141、上述绝缘部分142a、以及同样配置的绝缘膜143a构成。
另外，变换成上述绝缘部分142a，如图10中的模式剖面图所示的实施形态2的第三功率半导体装置56所示，例如也可以采用由陶瓷构成的绝缘基板(或绝缘部分)151。即，功率半导体装置56有基本上在已经说明的功率半导体装置51中追加了带金属层152、153的绝缘基板151的结构。
详细地说，在绝缘基板151的相对的两个主面上例如配置铜或铝等金属层152、153(厚度例如为0.3～0.5mm左右)。另外，在绝缘基板151是陶瓷的情况下，例如用银焊料接合金属层152、153。然后，将金属层152接合在第一端子构件111的元件配置部分111a的第一主面111S上。这时，绝缘基板151通过第一端子构件111的元件配置部分111a，与IGBT121及二极管131相对。
另外，功率半导体装置56的传送模外壳144这样构成已经说明的传送模外壳141再向绝缘基板151一侧延伸，将绝缘基板151相对于端子构件111～113固定。
例如，也可以将绝缘部分142a、绝缘膜143a、以及绝缘基板151设置在第三端子113一侧(参照后面所述的图19所示的传送模外壳145)、或者也可以设置在第一及第三端子111、113两者一侧(参照后面所述的图21所示的传送模外壳146)。另外，还能将绝缘部分142a等应用于已经说明的功率半导体装置52、53。
如果采用绝缘部分142a、绝缘膜143a、以及绝缘基板151，则能使第一及/或第三端子构件111、113的元件配置部分111a、113a与外部绝缘，所以与已经说明的功率半导体装置51相比，功率半导体装置54～56的设置场所的自由度高(参照后面所述的实施形态5)。
另外，通过用导热性能好的材质、例如陶瓷等构成绝缘基板151，也可以将该绝缘基板151作为散热片利用。即，与具有作为传送模外壳142的一部分的绝缘部分142a或绝缘膜143a的功率半导体装置54、55相比，能提高散热性。
可是，也可以将功率半导体装置56变形成图11中的剖面图模式地表示的实施形态2的第四功率半导体装置57。具体地说，在功率半导体装置57中将在功率半导体装置56中接合在第一端子构件111的元件配置部分111a上的金属层152作为元件配置部分利用。即，功率半导体装置57的第一端子构件110由以下部分构成由金属层152构成的元件配置部分(以下也称“元件配置部分152”)；以及外部连接部分111b，外部连接部分111b用焊锡等接合在金属层152上后竖立地设置在绝缘基板151上。这时，例如以0.3～0.5mm的厚度形成金属层152，或者，与第一端子构件111的元件配置部分111a同样地构图。另外，在功率半导体装置57中绝缘基板151接合在第一端子构件110上。不用说，能将这样的第一端子构件110应用于已经说明的实施形态1的功率半导体装置52、53。
<实施形态3>
图12中示出了说明实施形态3的第一功率半导体装置58的基本结构用的模式平面图。另外，在图13及图14中分别示出了从图12中的箭头13、14的方向看到的功率半导体装置58的模式剖面图。
功率半导体装置58包括图1中的框图所示的功率半导体装置50的一个支路及该支路用的控制电路160、170，在图11所示的功率半导体装置57中，将带有金属层152、153的绝缘基板151扩展，在该被扩展的部分上沿第三方向D3重叠控制电路160、170。
另外，在功率半导体装置58中，举例示出了在稍微离开金属层152的边缘的地方竖立地设置第一端子构件110的外部连接部分111b的情况。另外，为了避免附图的复杂化，在图12所示的平面图中未示出绝缘基板11。
在功率半导体装置58中，例如由陶瓷或环氧树脂玻璃构成的绝缘基板161与IGBT121及二极管131一起配置在第一端子构件110的元件配置部分152上。
在绝缘基板161上，在通过该绝缘基板161与元件配置部分152相对的一侧形成电路图形162。这时，在绝缘基板161是陶瓷的情况下，例如用银焊料(如上所述被用来将金属层152、153接合在由陶瓷构成的绝缘基板151上)形成电路图形162，在绝缘基板161是环氧树脂玻璃的情况下，例如用铜形成电路图形162。另外，在绝缘基板161的全部表面上形成了例如银焊料层后，通过将它刻蚀成规定的图形，形成电路图形162。
然后，将控制电路用IC芯片163置于绝缘基板161上，例如用焊锡接合在电路图形162上。另外，为了避免附图的复杂化，图中虽然未示出，但图中未示出的元件和连接在该元件上的电路图形162配置在绝缘基板161上。就是说，用包括控制电路用IC芯片163和图中未示出的元件等的电路零件、以及电路图形162构成控制电路160。
电路图形162通过由金属片构成的中继端子165，导电性地连接在IGBT121的栅极或控制电极121G上。另外，在图13中模式地示出了控制电路121G被设置在IGBT121的第二主面121T(参照图4)上的情况，但在第一主面121S(参照图4)上设置的情况下，例如对中继端子165的形状下工夫即可。或者，例如对金属层152进行构图，将进行接合的部位互相不接触地设置在各电极121E、121G上，将中继端子165接合在控制电极121G用的部位上即可。
另外，控制电路用端子164的一端例如通过锡焊或焊接而接合在电路图形162上，控制电路用端子164的另一端突出到传送模外壳144的外部。
例如在绝缘基板161上覆盖着IC芯片163及电路图形162配置环氧树脂玻璃等构成的绝缘层169，在绝缘层169上通过该绝缘层169与上述绝缘基板161相对地配置绝缘基板171。
在绝缘基板171的主面(与上述绝缘层169接触的主面相反一侧的主面上，通过与上述的电路图形162及IC芯片163同样地配置构成控制电路170的电路图形172及控制电路用IC芯片173，电路图形172通过中继端子175连接在IGBT122的控制电极122G上。另外，与上述的端子164同样地配置控制电路用端子174，接合在电路图形172上。另外，通过调整绝缘层169的厚度(沿第三方向D3的尺寸)，来调整IGBT122的控制电极122G和电路图形172在第三方向D3上的位置，可靠地用中继端子175进行连接另外，控制电路160、170等也被收容在传送模外壳144内。
这样，在不仅安装了功率半导体元件121、122、131、132，而且安装了控制电路160、170的高功能型的功率半导体装置(所谓的IPM(Intelligent Power Module))58中也能获得已经说明的效果。
特别是如果采用银焊料，则能较薄地形成电路图形160、170(例如0.1mm以下)，所以安装控制电路160、170时，能减少IC芯片163、173等电路零件的位置偏移。其理由如下。即在电路图形162、172的厚度较厚的情况下，换句话说在高度较高的情况下，即使电路零件稍微偏移地配置在该电路图形162、172上，也容易引起从电路图形162、172落下来的较大的位置偏移。与此不同，如果采用由银焊料构成的薄电路图形162、172，则不会引起这么大的位置偏移。另外，如果采用薄电路图形162、172，则能降低焊锡桥接等的制造不良现象。
另外，如果采用薄电路图形162、172，则能微细地进行构图(图形宽度例如在0.1mm以下)，所以能提高控制电路160、170的集中程度。
其次，图15中示出了说明实施形态3的第二功率半导体装置59用的模式平面图。功率半导体装置59是图1中的框图所示的功率半导体装置50，包括三个支路及各支路用的控制电路160、170。
详细地说，功率半导体装置59基本上包括三个上述的图12～图14所示的功率半导体装置58，有将三个功率半导体装置58的带有金属层152、153的绝缘基板151(参照图13)一体化了的结构。即，在三个功率半导体装置58中共有单一的带有金属层152、153的绝缘基板151，因此，共有第一端子构件110的元件配置部分152。
另外，功率半导体装置59在每一个功率半导体装置58中、就是说在每一个支路中有例如由树脂构成的绝缘构件181，该绝缘构件181将多个控制电路用端子164、174互相不接触地总括起来保持。更具体地说，用绝缘构件181和控制电路用端子164、174构成多端子型的连接结构或连接器180。如图16中的剖面图所示，绝缘构件181例如通过粘接被固定地支撑在第一端子构件110的元件配置部分152上。
这时，例如通过对已经被连接在电路图形162、172上的状态下的端子164、174涂敷液态或膏状的树脂，使该树脂硬化，能形成绝缘构件181。或者，作为有端子164、174的连接器180也可以使用市售的连接器。另外，与图15所示的不同，对于三个功率半导体装置58、就是说对于三个支路即使设置单一的绝缘构件181也没关系。
如上所述，由于连接器180的绝缘构件181被固定在第一端子构件110的元件配置部分152上，所以端子164、174相对于第一端子构件110固定。因此，与不设置绝缘构件181的情况相比，能提供一种对于振动或外力来说牢固的端子164、174。因此，能减少端子的折断等不良现象。
另外，与功率半导体装置58、59相同，也可以在已经说明的功率半导体装置51～56中设置控制电路160、170及连接器180。
<实施形态4>
图17中示出了说明实施形态4的第一功率半导体装置60的基本结构用的模式剖面图。功率半导体装置60基本上包括已经说明的功率半导体装置51(参照图3)、以及散热片191、192。
详细地说，功率半导体装置60在第一端子构件111不弯曲的状态下包括已经说明的功率半导体装置51。即，功率半导体装置60的第一端子构件111呈平板状，这时第一端子构件111的第一主面111S(参照图4)与元件配置部分111a和外部连接部分111b无台阶地连续。第一端子构件111的第二主面111b也一样。
而且，与该第一端子构件111的全部第一主面111S相接触配置着散热片191。雄螺钉插入孔111c设在第一端子构件111的外部连接部分111b上，第一端子构件111利用被插入该雄螺钉插入孔111c中的雄螺钉(或螺栓)116c而被固定在散热片191上。另外，该雄螺钉插入孔111c及后面所述的雄螺钉插入孔112c、113c虽然也可以不进行雌螺钉加工，但这样的加工方法能牢固地固定。也可以加工成雄螺钉或加以改变，例如利用锡焊、超声波接合、钎焊、焊接、黏合剂等进行的结合，将第一端子构件111固定在散热片191上。
另外，鳍状的散热片192例如用锡焊、超声波接合、钎焊、焊接、黏合剂等接合在第三端子构件113的元件配置部分113a的第二主面113T上(参照图4)。
与图17所示的例不同，也可以将鳍状的散热片192变成块状的，或者，也可以将散热片191变成呈鳍状的散热片。
这里，在功率半导体装置60中，不管散热片191、192是否有导电性，但如果采用例如由铜构成的导电性的散热片191、192，则能将该散热片191、192作为电路或布线的一部分利用(参照后面所述的实施形态6)。
而且，在第二及第三端子构件112、113的外部连接部分112b、113b上设有雄螺钉插入孔112c、113c，利用被插入该雄螺钉插入孔112c、113c中的雄螺钉117c、118c，将第二及第三端子构件112、113连接在另一装置的端子512、513中。这时，通过在雄螺钉插入孔112c、113c中加工雄螺钉，如图17所示，不用另外的螺母就能固定(雄螺钉插入孔112c、113c起螺母的作用)。另外，在现有的功率半导体装置中，利用连接器进行与其他装置的连接。
这样如果采用平板状的第一端子构件111，则能利用第一主面111S的全部表面，配置比弯曲成L形的已经说明的第一端子构件111(参照图3)大的散热片191。
鉴于这一点，能将功率半导体装置60变形成模式地示于图18所示的剖面图中的实施形态4的第二功率半导体装置61。具体地说，在功率半导体装置61中，还将平板状构件用于第三端子构件113。这时，第三端子构件113的第二主面113T(参照图4)与元件配置部分113a和外部连接部分113b无台阶地连续，其第一主面113S也一样。因此，不仅能将散热片192配置在元件配置部分113a上、而且还能配置在外部连接部分113b上。即，与图17中的功率半导体装置60相比，能采用大的散热片192。
可是，在现有的功率半导体装置中固定散热片用的雄螺钉插入孔被设在壳体内。与此不同，在功率半导体装置60、61中，利用第一端子构件111的雄螺钉插入孔111c安装散热片191。因此，能使外壳141小型化，能降低材料成本。
另外，也能将实施形态4的端子构件的形状及散热片的配置方法应用于已经说明的功率半导体装置52等中。
<实施形态5>
如在实施形态2中所述，通过利用绝缘部分142a等例如使第一端子构件111的元件配置部分111a与外部绝缘，提高功率半导体装置54～57的设置场所的自由度。在实施形态5中着重这一点说明功率半导体装置。
图19中示出了说明实施形态5的第一功率半导体装置62的基本结构用的模式剖面图。该功率半导体装置62基本上将已经说明的功率半导体装置54(参照图8)变形后的结构作为基体，还包括有凹部193a的导电性的散热片193，上述基体有能插入凹部193a内的结构。
详细地说，功率半导体装置62具有将图8中的功率半导体装置54的第一至第三端子构件111～113的外部连接部分111b～113b象图6中的功率半导体装置52那样配置在同一侧的结构作为基体。另外，在功率半导体装置62中，第二端子构件112呈平板状，第一及第三端子构件111、113大致呈互相向相反一侧弯曲的L形。另外，第二及第三端子构件112、113被配置在凹部193a以外，以便不接触散热片193。
功率半导体装置62的传送模外壳145基本上与图8中的传送模外壳142相同，但绝缘部分142a设置得接触在第三端子构件113的元件配置部分113a的第二主面113T上(参照图4)。而且，第一端子构件111的元件配置部分111a的第一主面111S(参照图4)从传送模外壳145露出。
在使端子构件111、112、113的外部连接部分111b、112b、113b向凹部193a以外突出的状态下，上述基体被插入散热片193的凹部193a内，该基体在凹部193a内接触在散热片193上。反过来说，凹部193a有在该状态下能收容基体的大小。这时，凹部193a有能收容IGBT121、122及二极管131、132全体的深度。
而且，传送模外壳145的绝缘部分142a在凹部193a内接触散热片193。该绝缘部分142a覆盖第三端子构件113的元件配置部分113a，所以第三端子构件113在凹部193a内与导电性的散热片193绝缘。
另外，第一端子构件111的元件配置部分111a的第一主面111S(参照图4)在凹部193a内露出，而且，在凹部193a内接触在导电性的散热片193上。另外，第一端子构件111的外部连接部分111b的第一主面111S在凹部193a以外接触在散热片193上。更具体地说，第一端子构件111被弯曲成L形，以便第一主面111S全部接触散热片193。这时，第一端子构件111连接在与散热片193相等的电位上。另外，基体利用第一端子构件111的雄螺钉插入孔111c固定在散热片193上。
凹部193a呈越接近底部变得越窄的圆锥状，上述基体也形成圆锥状，以便对应于凹部193a的圆锥状。具体地说，这样设计传送模外壳145及第一端子构件111的形状，以便越接近元件配置部分111a、112a、113a的前端(远离外部连接部分111b、112b、113b一侧)基体的断面积变得越小。如果采用这样的圆锥状，则容易将基体插入凹部193a内。
另外，在功率半导体装置62中，二极管131、132被配置在散热片139的凹部193a的底部一侧，IGBT121、122被配置在凹部193a的开口的入口一侧。
如果采用功率半导体装置62，则IGBT121、122及二极管131、132被散热片193包围。具体地说，在已经说明的图17及图18所示的功率半导体装置60、61中，在第一及第三端子构件111、113上只分别配置个别的散热片191、192，与此不同，在功率半导体装置62中，IGBT121、122及二极管131、132的侧面也面对散热片193。这样面对IGBT121、122及二极管131、132的面比图17及图18所示的功率半导体装置60、61的多，所以提高了散热性。这时，如果采用功率半导体装置62，则与图17及图18所示的功率半导体装置60、61相比，能用小型的散热片193获得相同的散热性。另外，通过提高散热性，能采用小型的功率半导体元件121、122、131、132，所以能使功率半导体装置62小型化。
可是，例如通过切削散热片193，能容易地形成凹部193a。另外，例如通过将多个散热片组装起来，也能构成有凹部193a的散热片193。这时，通过切削形成凹部193a的方法，不仅使散热片193、而且使功率半导体装置62的结构及制造也简单。
其次，IGBT121、122及二极管131、132的配置位置即使替换也没关系。具体地说，如模式地示于图20中的实施形态5的第二功率半导体装置63所示，将IGBT121、122配置在散热片193的凹部193a的底部一侧，二极管131、132配置在凹部193a的开口的入口一侧也没关系。
如果采用该功率半导体装置63，则由于IGBT121、122面对散热片193的凹部193a的底面，所以对该部分来说，IGBT121、122比二极管131、132面对散热片193的面积大。一般说来由于IGBT121、122比二极管131、132的发热量大，所以作为功率半导体装置62总体，能获得良好的散热性。另外，即使只将IGBT121、122任意一者配置着凹部193a的底部一侧(参照图7中的功率半导体装置53)，在某种程度上也能获得这样的效果。
另外，能将功率半导体装置62如模式地示于图21中的实施形态5的第三功率半导体装置64所示那样变形。具体地说，在功率半导体装置64中，第一端子构件111的元件配置部分I11a的第一主面111S及第三端子构件113的元件配置部分113a的第二主面113T两者都用传送模外壳146覆盖，第一及第三端子构件111、113的元件配置部分111a、113a在凹部193a内不接触散热片193。另外，在功率半导体装置64的传送模外壳146上形成圆锥。
在这样的功率半导体装置64中，IGBT121、122及二极管131、132也被散热片193包围，所以与上述的功率半导体装置62一样，能提高散热性，还能使散热片193小型化。
这时，在上述的功率半导体装置62、63中，由于第一端子构件111在散热片193的凹部193a内露出，所以功率半导体装置62、63与在第一端子构件111和散热片之间存在模树脂的功率半导体装置64相比，散热性好。另外，在使第三端子构件113露出的情况下也一样。
另外，能将功率半导体装置62如模式地示于图22中的实施形态5的第四功率半导体装置65所示那样变形。具体地说，功率半导体装置65的导电性的散热片194有比上述凹部193a的开口大的凹部194a，功率半导体装置65在该凹部194a和基体之间的间隙中包括弹簧片201。另外，由于凹部194a的开口比已经说明的凹部193a的大，所以在图22中举例示出了凹部194a及基体没有圆锥形状的情况。
该弹簧片201在凹部194a内与第一端子构件111的元件配置部分111a和散热片194(的凹部194a的侧面)接触，弹簧片201的弹性起这样的作用将基体、更具体地说将第三端子构件113的传送模外壳147按压在散热片194上。因此，能将基体相对于散热片194固定。弹簧片201即使只插入凹部194a内的间隙中也没关系，例如通过锡焊或焊接，接合在第一端子构件111的元件配置部分111a的第一主面111S上(参照图4)也没关系。如果预先接合在第一端子构件111上，则在功率半导体装置65的制造工序中，能容易地将基体插入凹部194a内。
这时，由于使用由金属等导电性构件构成的弹簧片201，所以能通过弹簧片201使第一端子构件111接触在与散热片194相等的电位上。与此不同，在第一端子构件111在凹部194a以外接触在散热片194上的情况下，即使使用绝缘性的弹簧片201也没关系。
不管在哪一种情况下，通过用导热系数比空气高的材质(例如金属)构成弹簧片201，与没有弹簧片201的情况相比，能将IGBT121、122及二极管131、132产生的热量有效地传递给散热片194，其结果，能提高散热性。
这时，即使将弹簧片201设置在第三端子构件113一侧，也能获得上述的固定作用及散热性改善效果。因此，如图21中的功率半导体装置64所述，即使将弹簧片201用于第一及第三端子构件111、113两者都用传送模外壳146覆盖的基体，也能获得同样的效果。
不言而喻，也能改变弹簧片201，例如采用弹簧衬垫等各种弹性体。
另外，在功率半导体装置64、65中，如图20中的功率半导体装置63所示那样配置转换IGBT121、122及二极管131、132也没关系。
另外，也可以利用已经说明的图9中的绝缘膜143a或图10中的绝缘基板151，使第一及/或第三端子构件111、113与散热片194绝缘。另外，如图12及图15中的功率半导体装置58、59所示，也可以将控制电路160、170安装在功率半导体装置62～69中。
<实施形态6>
图23中示出了说明实施形态6的第一功率半导体装置66的基本结构用的模式剖面图。该功率半导体装置66有基本上将图18中的功率半导体装置61和平滑电容器211组合起来的结构。
详细地说，在功率半导体装置66中，第一及第三端子构件111、113由平板状构件构成，两者的外部连接部分111b、113b沿第三方向D3相对地配置两端子构件111、113。而且，平滑电容器211被夹在第一及第三端子构件111、113的外部连接部分111b、113b之间，平滑电容器211的第一电极211E与第一端子构件111的外部连接部分111b的第二主面111T接触，同时平滑电容器211的第二电极211F与第三端子构件113的外部连接部分113b的第一主面113S接触。因此，平滑电容器211导电性地连接在第一及第三端子构件111、113上。另外，平滑电容器211的第一及第二电极211E、211F通过电容器本体相对地设置。
例如通过将第一及第二电极211E、211F用锡焊焊接在上述第二及第一主面111T、113S上，或者，例如通过利用雄螺钉插入孔111c、113c，将平滑电容器211固定在第一及第三端子构件111、113上。
另外，通过例如使第三端子构件113的外部连接部分113b的长度比第一端子构件111的外部连接部分111b短，使雄螺钉插入孔111c、113c的位置偏移，能从同一方向连续地实施对散热片191及平滑电容器211的螺钉紧固作业，提高生产率。另外，通过配置第一及第三端子构件111、113，进行螺钉紧固作业，以便雄螺钉插入孔111c、113c的形成方向呈铅直方向，进行该作业时由于不用同时支撑螺钉116c、118c、平滑电容器211及散热片191、102等，所以能提高生产率。这些生产率的提高效果对于图18中的功率半导体装置61来说也一样。
功率半导体装置66的其他结构与已经说明的功率半导体装置51、61相同。
如果采用功率半导体装置66，则不用导线就能将平滑电容器211呈电路性地设置在第一及第三端子构件111、113之间。因此，关于平滑电容器211的安装，能消除用导线连接引起的问题(同样发生与用以往的导线154P进行连接引起的问题)。另外，由于用第一端子构件111和第三端子构件113夹持平滑电容器211，所以对于振动和外力来说，能牢固地安装平滑电容器211。
其次，图24中示出了说明实施形态6的第二功率半导体装置67的基本结构用的模式剖面图。该功率半导体装置67有基本上将平滑电容器211加在已经说明的图19所示的功率半导体装置62中的结构。
具体地说，在功率半导体装置67中，第三端子构件113的外部连接部分113b设置得使第二主面113T面对散热片193。散热片193有导电性，平滑电容器211配置在散热片193和第三端子构件113的外部连接部分113b之间。这里，平滑电容器211的第一电极211E接触在散热片193上，平滑电容器211的第二电极211F接触在第三端子构件113的外部连接部分113b的第二主面113T上。另外，例如用焊锡或螺钉固定平滑电容器211。因此，平滑电容器211被导电性地连接在散热片193及第三端子构件113上。
即使采用功率半导体装置7，也能获得与上述的功率半导体装置66同样的效果。
另外，如果第一及第三端子构件111、113的外部连接部分111b、113b相对，或者第三端子构件113的外部连接部分113b和导电性的散热片193、194相对，则能设置平滑电容器211。即，平滑电容器211也能连接在已经说明的功率半导体装置51、53～59、63～65上。另外，即使是图6中的功率半导体装置52，通过缩短第二端子构件112的外部连接部分112b的长度，或者在平面图形上下工夫，能将平滑电容器211连接在第一及第三端子构件111、113之间。
<实施形态1至6共同的变形例1>
在实施形态1至6中，虽然说明了功率半导体装置51～67包括传送模外壳的情况，但也能使用预先成型的壳体型的外壳，具有同样的效果。在本变形例中，作为一例说明将功率半导体装置51(参照图2及图3)中的传送模外壳141变成壳体型外壳结构构成的功率半导体装置68。图25中示出了说明功率半导体装置68的基本结构用的模式剖面图。
构成功率半导体装置68的壳体型外壳的壳体148是具有能收容IGBT121、122及二极管131、132大小的开口的框体，由树脂等绝缘材料构成。在功率半导体装置68中，第一端子构件111的元件配置部分111a覆盖着框体的一个开口配置，第一端子构件111被插入绝缘壳体中成型。另外，第二及第三端子构件112、113例如用螺钉安装在绝缘壳体148上。
然后，例如将环氧系列树脂或硅凝胶等绝缘填充材料149填充在绝缘壳体148内，因此被收容在绝缘壳体148内的IGBT121、122及二极管131、132被封装起来。另外，也可以用硅凝胶覆盖IGBT121、122及二极管131、132，将环氧系列树脂填充在该硅凝胶上，在这样的情况下，由硅凝胶及环氧系列树脂构成的两层充当绝缘填充材料149。这时，利用绝缘壳体148、或者利用绝缘壳体148及绝缘填充材料149构成壳体型外壳。另外，绝缘填充材料149配置在第三部分113的元件配置部分113a的第二主面113T上，构成通过该元件配置部分113a与IGBT122及二极管132相对的绝缘部分。
<实施形态1至6共同的变形例2>
其次，虽然说明了功率半导体装置51～68包括两个第一功率半导体元件121、131及两个第二功率半导体元件122、132的情况，但例如作为第一及第二功率半导体元件分别采用二极管，也能获得所谓的二极管模块作为功率半导体装置。同样作为第一及第二功率半导体元件，也可以分别使用三个以上的元件。
另外，例如如图1所示的功率半导体装置50所示，功率半导体装置51～68能应用于电动机控制，或者能应用于温度调节器等的倒相器、或NC控制等中使用的功率模块。
如果采用发明的第一方面，则由于端子构件和功率半导体元件交替地重叠接合，而且端子构件的外部连接部分被引出到外壳以外，所以能提供没有用导线进行的连接的功率半导体装置。因此，如果采用该功率半导体装置，则能消除用导线连接引起的问题。另外，导线的条数(对照额定电流决定)越多，制造时用的时间越长，与此不同，在该功率半导体装置中，由于与额定电流无关，端子构件和功率半导体元件相接合构成，所以生产率高。另外，如上所述由于端子构件和功率半导体元件重叠，所以还能谋求小型化。另外，由于第一功率半导体元件和第二功率半导体元件有相同的结构，因此不需要准备不同结构的功率半导体元件，所以能降低成本。
如果采用发明的第二方面，则由于该功率半导体装置没有用导线进行的连接，所以没有必要考虑例如模树脂和导线的热膨胀的不同、以及模压时导线之间的接触等。因此，模树脂的选择自由度大，所以例如能降低成本。
如果采用发明的第三方面，则能提供具有第一方面的效果的倒相装置或它的支路。
如果采用发明的第四方面，则由于存在从外壳露出的主面，所以能获得高散热性。另外，这时例如通过将散热片配置在该露出的主面上，更能提高散热性。如果具有高放热性，则能采用小型的功率半导体元件，所以结果能提供小型的功率半导体装置。另外，通过将例如电路零件等连接(接合)在该露出主面上，能谋求小型化、高集成化及高功能化。
如果采用发明的第五方面，则能利用第一端子构件的第一主面及/或第三端子构件的第二主面的全部表面，例如配置比弯曲后呈台阶的情况大的散热片。
如果采用发明的第六方面，则由于能使第一及/或第三端子构件的元件配置部分与外部绝缘，所以设置场所的自由度大。
如果采用发明的第七方面，则由于第一及第二开关功率半导体元件通过第二端子构件相对的面积减少或能不通过第二端子构件重叠，所以能减少或没有两个开关功率半导体元件之间的热干扰。因此，能抑制两个开关功率半导体元件的发热，从而能抑制功率半导体装置的发热。
如果采用发明的第八方面，则在安装了功率半导体元件及控制电路的高功能型的功率半导体装置中，能获得第一至第七方面的效果。另外，如果采用银焊料，则能薄薄地形成电路图形，所以组装控制电路时能降低电路零件的位置偏移或焊锡桥接等的制造不良现象。另外，如果采用薄电路图形，则由于能使该电路图形(的宽度)微细化，所以能形成集成度高的控制电路。
如果采用发明的第九方面，则由于连接器的端子相对于第一或第三端子构件固定，所以能提供能抵抗振动或外力的牢固的连接器端子，能减少由连接器端子引起的不良现象。
如果采用发明的第十方面，则由于将雄螺钉插入孔用于散热片的安装，所以与固定散热片用的雄螺钉插入孔被设置在外壳内的现有的功率半导体装置相比，能使外壳小型化，能降低材料成本。另外，由于利用雄螺钉插入孔，能用螺钉来固定端子构件和其他装置的端子(在现有的功率半导体装置中利用连接器)。
如果采用发明的第十一方面，则由于第一及第二功率半导体元件被散热片包围，所以与在第一及第三端子构件上只分别配置个别的散热片的结构相比，能提高散热性。这时，与在第一及第三端子构件上只分别配置个别的散热片的上述的结构相比，能用小型的散热片获得相同的散热特性。另外，由于通过提高散热性，能采用小型的功率半导体元件，所以能提供小型的功率半导体装置。而且，例如通过切削散热片形成凹部，与组装多个散热片时包围第一及第二功率半导体元件的情况相比，散热片及功率半导体装置的结构及制造方法简单。
如果采用发明的第十二方面，则与在散热片的凹部内第一及第三端子构件两者不从外壳露出的情况相比，能提高散热性。
如果采用发明的第十三方面，则由于开关功率半导体元件面对散热片的凹部的底面，所以开关功率半导体元件比续流二极管面对散热片的面积大。一般说来，由于开关功率半导体元件比续流二极管发热量大，所以作为功率半导体装置总体能获得良好的散热性。
如果采用发明的第十四方面，则由于弹性体具有将基体按压在散热片上的作用，所以能固定该基体。另外，与弹性体无间隙(空气)地存在于基体和凹部侧面之间的情况相比，能提高散热性。
如果采用发明的第十五方面，则由于平滑电容器被第三或第一端子构件的外部连接部分和导电性的散热片夹持着进行导电性连接，所以不用导线就能安装平滑电容器。因此，关于平滑电容器的安装，能消除用导线进行的连接引起的问题。另外，由于平滑电容器被第三或第一端子构件和散热片夹持着，所以能抵抗振动或外力而牢固地安装。
如果采用发明的第十六方面，则由于平滑电容器被第一端子构件的外部连接部分和第三端子构件的外部连接部分夹持着进行导电性连接，所以不用导线就能安装平滑电容器。因此，关于平滑电容器的安装，能消除用导线进行的连接引起的问题。另外，由于平滑电容器被第一端子构件和第三端子构件夹持着，所以能抵抗振动或外力而牢固地安装。
权利要求
1.一种功率半导体装置，其特征在于备有有互相相对的第一及第二主面的分别有元件配置部分的第一至第三端子构件；至少一个有互相相对的第一及第二主面以及分别设置在上述第一及第二主面上的第一及第二主电极的第一功率半导体元件；至少一个有互相相对的第一及第二主面以及分别设置在上述第一及第二主面上的第一及第二主电极的第二功率半导体元件；上述至少一个第一功率半导体元件与上述至少一个第二功率半导体元件具有相同的结构，上述第一端子构件的上述元件配置部分的上述第二主面接合在上述至少一个第一功率半导体元件的上述第一主电极上，上述至少一个第一功率半导体元件的上述第二主电极接合在上述第二端子构件的上述元件配置部分的上述第一主面上，上述第二端子构件的上述元件配置部分的上述第二主面接合在上述至少一个第二功率半导体元件的上述第一主电极上，上述至少一个第二功率半导体元件的上述第二主电极接合在上述第三端子构件的上述元件配置部分的上述第一主面上，还备有收容上述至少一个第一及第二功率半导体元件的外壳，上述第一至第三端子构件还分别有引出到上述外壳以外的外部连接部分。
2.根据权利要求1所述的功率半导体装置，其特征在于上述至少一个第一功率半导体元件包括有上述第一及第二主电极的第一开关功率半导体元件；以及反向并联连接在上述第一开关功率半导体元件上、有上述第一及第二主电极的第一续流二极管，上述至少一个第二功率半导体元件包括有上述第一及第二主电极的第二开关功率半导体元件；以及反向并联连接在上述第二开关功率半导体元件上、有上述第一及第二主电极的第二续流二极管。
3.根据权利要求1所述的功率半导体装置，其特征在于上述第一端子构件的上述元件配置部分的上述第一主面和上述第三端子构件的上述元件配置部分的上述第二主面中的至少一个主面从上述外壳露出。
4.根据权利要求3所述的功率半导体装置，其特征在于上述至少一个主面无台阶地与上述外部连接部分连接。
5.根据权利要求1所述的功率半导体装置，其特征在于还备有通过上述第一端子构件与上述至少一个第一功率半导体元件相对，以及/或者通过上述第三端子构件与上述至少一个第二功率半导体元件相对配置的绝缘部分。
6.根据权利要求2所述的功率半导体装置，其特征在于上述第一开关功率半导体元件通过上述第二端子构件与上述第二续流二极管相对，上述第二开关功率半导体元件通过上述第二端子构件与上述第一续流二极管相对。
7.根据权利要求1所述的功率半导体装置，其特征在于还备有配置在上述第一或第三端子构件的上述元件配置部分的上方的上述至少一个第一功率半导体元件用及上述至少一个第二功率半导体元件用的控制电路，上述控制电路分别包括由银焊料构成的电路图形、以及与上述电路图形接合的电路零件。
8.根据权利要求7所述的功率半导体装置，其特征在于还备有带有连接在上述控制电路上的端子，固定在上述第一或第三端子构件上的连接器。
9.根据权利要求3所述的功率半导体装置，其特征在于上述第一至第三端子构件中的至少一个端子构件在上述外部连接部分上还有雄螺钉插入孔。
10.根据权利要求1所述的功率半导体装置，其特征在于还备有具有凹部的散热片，上述基体被插入上述凹部内，以便上述至少一个第一及第二功率半导体元件配置在上述凹部内。
11.根据权利要求10所述的功率半导体装置，其特征在于上述第一或第三端子构件中的任意一者在上述凹部内并从上述外壳中露出。
12.权利要求3所述的功率半导体装置，备有基体，其特征在于还备有具有凹部的散热片，上述基体被插入上述凹部内，上述第一及/或第二开关半导体元件在上述凹部内配置在比上述第一及/或第二续流二极管还低的底侧。
13.根据权利要求10所述的功率半导体装置，其特征在于还备有配置在上述基体和上述凹部的侧面之间并接触它们、具有比空气高的导热率的弹性体。
14.根据权利要求10所述的功率半导体装置，其特征在于上述散热片有导电性，上述第一或第三端子构件连接在与上述散热片相等的电位上，另一方面上述第三或第一端子构件不接触上述散热片，上述功率半导体装置还备有被上述第三或第一端子构件的上述外部连接部分和上述散热片夹持而导电性连接的平滑电容器。
15.根据权利要求1所述的功率半导体装置，其特征在于还备有被上述第一端子构件的上述外部连接部分和上述第三端子构件的上述外部连接部分夹持而导电性连接的平滑电容器。
全文摘要
提供一种没有用导线进行的连接的功率半导体装置。IGBT121及二极管131接合在第一端子构件111的元件配置部分111a上，第二端子构件112的元件配置部分112a接合在IGBT121及二极管131上。另外，IGBT122及二极管132接合在第二端子构件112的元件配置部分112a上，第三端子构件113的元件配置部分113a接合在IGBT122及二极管132上。形成传送模外壳141，以便收容元件121、122、31、132。端子构件111、112、113的外部连接部分111b、112b、113b被引出到外壳141以外。第一及/或第三端子构件111、113的元件配置部分111a、113a从外壳露出。
文档编号H01L25/07GK1469469SQ0310732
公开日2004年1月21日 申请日期2003年3月20日 优先权日2002年7月15日
发明者白泽敬昭, 夫, 高武靖夫, 高山刚, 辻夏树 申请人:三菱电机株式会社