CN113994465A - 半导体装置以及半导体装置的制造方法 - Google Patents
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Abstract
半导体装置具备半导体元件(30)、输入引线、连接半导体元件(30)的源电极和输入引线并由从厚度方向(Z)观察为带状的金属制薄板形成的多个第一驱动用引线(60)。第一驱动用引线(60)至少具有连接于半导体元件(30)的金属板(60A)、及层叠于金属板(60A)的金属板(60B)。金属板(60A)具有连接于半导体元件(30)的第一连接部(61A),金属板(60B)具有连接于第一连接部(61A)的第一连接部(61B)。第一连接部(61A、61B)在厚度方向(Z)上层叠。
Description
技术领域
本发明涉及半导体装置以及半导体装置的制造方法。
背景技术
例如,已知通过线状的丝线连接半导体元件的驱动电极、配置于半导体元件的外部的作为导电体的导电部件的半导体装置。由于向半导体装置供给大电流,提出通过带状的接线柱代替丝线连接驱动电极和导电部件的结构(例如,参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2019-87741号公报
发明内容
发明所要解决的课题
可是,即使是通过接线柱连接驱动电极和导电部件的结构,在驱动电极与接线柱的接触面积小的情况、或接线柱自身薄且宽度尺寸小的情况下,也难以向半导体装置供给大电流。
本发明的目的在于提供一种能够增加容许电流量的半导体装置以及半导体装置的制造方法。
用于解决课题的方案
解决上述课题的半导体装置包括半导体元件、驱动用导电体、多个驱动用连接部件。上述半导体元件具有形成有驱动电极的元件主面。上述驱动用导电体具有朝向与上述元件主面相同方向的驱动用连接表面。上述多个驱动用连接部件连接上述驱动电极和上述驱动用导电体、且由从作为相对于上述半导体元件的上述元件主面垂直的方向的第一方向观察为带状的薄板形成。上述多个驱动用连接部件至少具有连接于上述半导体元件的第一连接部件以及连接于上述第一连接部件的第二连接部件。上述第一连接部件具有连接于上述驱动电极的第一元件侧连接部。上述第二连接部件具有连接于上述第一元件侧连接部的第二元件侧连接部。上述第一元件侧连接部以及上述第二元件侧连接部在上述第一方向上层叠。
根据该结构,通过第一元件侧连接部与第二元件侧连接部的层叠结构,利用沿第一方向和与第一方向正交的方向的平面剖切驱动用连接部件的情况下的截面积变大。因此,能够增加可从半导体元件流入驱动用连接部件的电流的上限值即容许电流量。
解决上述课题的半导体装置的制造方法是具备具有形成有驱动电极的元件主面的半导体元件、具有朝向与上述元件主面相同方向的驱动用连接表面的驱动用导电体、连接上述驱动电极和上述驱动用导电体且由从作为相对于上述半导体元件的上述元件主面垂直的方向的第一方向观察为带状的薄板形成的多个驱动用连接部件的半导体装置的制造方法,具备下述工序:作为上述多个驱动用连接部件至少准备连接于上述半导体元件的第一连接部件以及连接于上述第一连接部件的第二连接部件的连接部件准备工序;通过激光加工将上述第一连接部件的第一元件侧连接部连接于上述驱动电极的驱动电极连接工序;以将上述第二连接部件的第二元件侧连接部在上述第一方向上层叠于上述第一元件侧连接部的状态下通过激光加工将上述第二连接部件的第二元件侧连接部连接于上述第一元件侧连接部的第一层叠连接工序。
根据该结构,通过第一元件侧连接部与第二元件侧连接部的层叠结构,利用沿第一方向和与第一方向正交的方向的平面剖切驱动用连接部件的情况的截面积变大。因此,能够增加可从半导体元件流入驱动用连接部件的电流上限值即容许电流量。
而且,由于通过激光加工将第一元件侧连接部接合于驱动电极,因此与例如通过超声波焊接将第一元件侧连接部接合于驱动电极的情况比较,在将第一元件侧连接部接合于驱动电极的情况下对驱动电极施加的负载变小。另外,例如与通过超声波焊接将第一元件侧连接部接合于驱动电极的情况比较,第一元件侧连接部与驱动电极的接触面积变大。因此,能够增加从半导体元件向驱动用连接部件的容许电流量。
发明效果
根据上述半导体装置以及半导体装置的制造方法,能够增加容许电流量。
附图说明
图1是第一实施方式的半导体装置的立体图。
图2是从图1的半导体装置去除密封树脂的状态的半导体装置的立体图。
图3是图1的半导体装置的俯视图。
图4是关于图3的半导体装置以双点划线表示密封树脂的半导体装置的俯视图。
图5是图4的半导体元件以及其周边的放大图。
图6是图1的半导体装置的侧视图。
图7是图1的半导体装置的仰视图。
图8是关于图1的半导体装置从与图6不同的方向观察的侧视图。
图9是关于图1的半导体装置从与图6以及图8不同的方向观察的侧视图。
图10(a)是沿图4的10-10线的剖视图,(b)是半导体元件的放大图。
图11(a)是沿图4的11-11线的剖视图,(b)是半导体元件的放大图。
图12是图1的半导体装置中的第一驱动用引线的立体图。
图13是图12的第一驱动用引线的分解立体图。
图14是表示第一驱动用引线与半导体元件的接合结构的俯视图。
图15是沿图14的15-15线的剖视图。
图16是表示第一驱动用引线与输入引线的接合结构的俯视图。
图17是沿图16的17-17线的剖视图。
图18是图1的半导体装置中的第二驱动用引线的立体图。
图19是图18的第二驱动用引线的分解立体图。
图20是表示第二驱动用引线与半导体元件的接合结构的俯视图。
图21是沿图20的21-21线的剖视图。
图22是表示第二驱动用引线与导电部件的接合结构的俯视图。
图23是沿图22的23-23线的剖视图。
图24是第一实施方式的半导体装置的制造方法的流程图。
图25是表示半导体装置的制造方法中的第三接合工序的一例的说明图。
图26是表示半导体装置的制造方法中的第三接合工序的一例的说明图。
图27是表示半导体装置的制造方法中的第三接合工序的一例的说明图。
图28是表示第一比较例的半导体装置中的半导体元件与驱动用引线的接合结构的立体图。
图29是表示第二比较例的半导体装置中的半导体元件与驱动用引线的接合结构的立体图。
图30是第二实施方式的半导体装置中的从半导体装置去除密封树脂的状态的半导体装置的立体图。
图31是关于第二实施方式的半导体装置以双点划线表示密封树脂的半导体装置的俯视图。
图32(a)是沿图31的32-32线的剖视图,(b)是半导体元件以及其周边的放大图。
图33是第三实施方式的半导体装置的立体图。
图34是关于第四实施方式的半导体装置从半导体装置去除密封树脂、输入引线、输出引线、控制引线、及检测引线的状态的半导体装置的立体图。
图35是沿图34的35-35线的剖视图。
图36是关于第五实施方式的半导体装置以双点划线表示密封树脂的半导体装置的立体图。
图37是沿图36的37-37线的剖视图。
图38是关于变形例的半导体装置表示第二驱动用引线与半导体元件的接合结构的俯视图。
图39A是关于变形例的半导体装置表示第一驱动用引线的第二连接部的俯视图。
图39B是沿图39A的39B-39B线的剖视图。
图40A是关于变形例的半导体装置表示第一驱动用引线的第二连接部的俯视图。
图40B是沿图40A的40B-40B线的剖视图。
图41A是关于变形例的半导体装置表示第一驱动用引线的第二连接部的俯视图。
图41B是沿图41A的41B-41B线的剖视图。
图41C是沿图41A的41C-41C线的剖视图。
图42是关于变形例的半导体装置表示第二驱动用引线与半导体元件以及导电部件的接合结构的剖视图。
图43是关于变形例的半导体装置表示第二驱动用引线与半导体元件以及导电部件的接合结构的剖视图。
图44是关于变形例的半导体装置表示第二驱动用引线与半导体元件的接合结构的剖视图。
图45是关于变形例的半导体装置表示第二驱动用引线与半导体元件的接合结构的剖视图。
图46是关于变形例的半导体装置表示第二驱动用引线、半导体元件以及导电部件的接合结构的剖视图。
具体实施方式
以下,关于半导体装置以及半导体装置的制造方法的实施方式参照附图进行说明。以下所示的实施方式是例示用于将技术性思想具体化的结构、方法的内容,并不是将各结构部件的材质、形状、构造、配置、尺寸等限制于下述内容。以下的实施方式能够追加多种变形。
[第一实施方式]
(半导体装置的结构)
参照图1~图23,关于第一实施方式的半导体装置1A的结构进行说明。并且,为了便于说明,在图2中从半导体装置1A省略密封树脂10,在图4以及图5中以双点划线表示密封树脂10。
如图1以及图2所示,半导体装置1A具备作为框体的密封树脂10、具有从密封树脂10突出的部分的多个引线20、与多个引线20电连接的多个半导体元件30、支撑多个引线20以及多个半导体元件30的支撑基板40。半导体装置1A例如具有半桥型的开关电路。在以下的说明中,为了便于说明,将相互正交的方向定义为横方向X、纵方向Y以及厚度方向Z。横方向X例如在半导体装置1A中表示后述的输入引线21、22与输出引线23排列的方向。纵方向Y表示从厚度方向观察半导体装置1A(以下,称为“俯视”)与横方向X正交的方向。
如图1所示,密封树脂10形成为大致平板状。如图3所示,俯视下的密封树脂10的形状为矩形。在本实施方式中,俯视下的密封树脂10的形状为横方向X为长边方向、纵方向Y为短边方向的矩形形状。并且,俯视下的密封树脂10的形状可任意改变。例如,俯视下的密封树脂10的形状可以是正方形。另外,作为密封树脂10的材料能使用热固化性树脂。在本实施方式中,作为密封树脂10的材料能使用黑色的环氧树脂。
如图1所示,密封树脂10具有在厚度方向Z上互相朝向相反侧的树脂顶面15以及树脂背面16、形成于树脂顶面15以及树脂背面16的厚度方向Z之间的第一树脂侧面11、第二树脂侧面12、第三树脂侧面13以及第四树脂侧面14。在本实施方式中,第一树脂侧面11以及第二树脂侧面12在横方向X上互相朝向相反侧。第一树脂侧面11以及第二树脂侧面12分别沿纵方向Y延伸。第三树脂侧面13以及第四树脂侧面14在纵方向Y上互相朝向相反侧。第三树脂侧面13以及第四树脂侧面14分别沿横方向X延伸。在俯视中,第一树脂侧面11以及第二树脂侧面12为密封树脂10的短边,第三树脂侧面13以及第四树脂侧面14为密封树脂10的长边。
如图6以及图7所示,在密封树脂10中的树脂背面16侧的部分形成有从树脂背面16向厚度方向Z凹陷的槽17、18。槽17在横方向X中设置于密封树脂10中的第一树脂侧面11侧的端部。槽17在横方向X上相互离开地设置3个。槽18在横方向X上设置于密封树脂10中的第二树脂侧面12侧的端部。槽18在横方向X上相互离开地设置3个。槽17、18分别沿纵方向Y延伸。在一例中,槽17、18从密封树脂10的第三树脂侧面13形成至第四树脂侧面14。并且,槽17的个数以及槽18的个数分别能够任意更改。另外,可以从密封树脂10省略槽17、18的至少一个。
如图1以及图2所示,本实施方式的多个引线20具有2个输入引线21、22、输出引线23、一对控制引线24A、24B、一对检测引线25A、25B、多个仿真引线26以及一对侧方引线27A、27B。如图9所示,输入引线21、22分别从密封树脂10的第一树脂侧面11突出。侧方引线27A从第一树脂侧面11露出。如图6以及图8所示,输出引线23从密封树脂10的第二树脂侧面12突出。侧方引线27B从第二树脂侧面12露出。如图3以及图4所示,一对控制引线24A、24B、一对检测引线25A、25B以及多个仿真引线26分别从密封树脂10的第三树脂侧面13突出。
并且,一对控制引线24A、24B、一对检测引线25A、25B以及多个仿真引线26分别从密封树脂10的树脂侧面突出的位置可任意变更。例如,可以一对控制引线24A、24B、一对检测引线25A、25B以及多个仿真引线26的一部分从第三树脂侧面13突出,剩余的从第四树脂侧面14突出。
如图2以及图4所示,半导体装置1A作为构成开关电路的开关元件具备多个半导体元件30。多个半导体元件30被密封树脂10密封。各半导体元件30使用以SiC(碳化硅)为主要成分的半导体材料而构成。并且,半导体材料并不限于SiC,可以是Si(硅)、GaAs(砷化镓)或GaN(氮化镓)等。另外,本实施方式的各半导体元件30是MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)。并且,多个半导体元件30并不限于MOSFET,可以是包括MISFET(Metal-Insulator-Semiconductor FET)的场效应晶体管、如IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)那样的双极晶体管、LSI等的IC芯片。在本实施方式中,各半导体元件30是同一元件、且是n通道型的MOSFET。各半导体元件30是可进行应答1kHz以上且数百kHz以下频率的驱动信号的高速开关的元件。优选半导体元件30是可进行应答1kHz以上且100kHz以下频率的驱动信号的高速开关的元件。在本实施方式中,半导体元件30根据100kHz频率的驱动信号进行高速开关。
在本实施方式中,多个半导体元件30能够区分为构成开关电路的上侧支路的4个第一半导体元件30U、构成开关电路的下侧支路的4个第二半导体元件30L。本实施方式的半导体装置1A是并联地连接4个由相互串联连接的第一半导体元件30U和第二半导体元件30L构成的开关支路的结构。并且,半导体元件30的个数可根据半导体装置1A所要求的性能而任意变更。
以下,关于多个半导体元件30的详细结构进行说明。并且,由于多个半导体元件30是相互相同的结构,因此关于预定的半导体元件30的结构进行说明,关于剩余的半导体元件30的结构在相同结构元件中标注同一符号,省略其说明。
如图2所示,半导体元件30形成为平板状。如图5所示,俯视下的半导体元件30的形状是正方形。并且,俯视下的半导体元件30的形状可任意变更。例如,俯视下的半导体元件30的形状可以是横方向X以及纵方向Y的一个为长边方向、横方向X以及纵方向Y中的另一个为短边方向的矩形形状。
如图10(b)所示,半导体元件30具有在厚度方向Z上互相朝向相反侧的元件主面31以及元件背面32。如图5以及图10(b)所示,在元件主面31上设置有作为主面侧驱动电极(驱动电极)的源电极33和作为控制电极的栅电极34,在元件背面32设置有作为背面侧驱动电极的漏电极35。在栅电极34上施加用于驱动半导体元件30的栅电压。半导体元件30在向栅电极34施加的栅电压为临界值以上时,在漏电极35中流经漏极电流,在源电极33中流经源极电流。
如图5所示,在俯视中,形成有源电极33的区域比形成有栅电极34的区域大。源电极33形成于元件主面31的大部分上。栅电极34配置在形成于源电极33的凹部33a内。如图10所示,漏电极35形成于元件背面32的整体。
如图5所示,在源电极33以及栅电极34上设置有绝缘膜36。绝缘膜36具有电绝缘性。在俯视中,绝缘膜36包围源电极33以及栅电极34。绝缘膜36是按顺序从元件主面31层叠如SiO2(二氧化硅)、SiN4(氮化硅)层以及聚本甲酚层的结构。并且,绝缘膜36代替聚本甲酚层,可以是聚酰亚胺层。
如图4所示,各半导体元件30与一对输入引线21、22、输出引线23、一对控制引线24A、24B以及一对检测引线25A、25B电连接。在本实施方式中,各半导体元件30不与多个仿真引线26电连接。输入引线21电连接于各第一半导体元件30U的漏电极35(参照图11(b)),输入引线22电连接于各第二半导体元件30L的源电极33(参照图5)。输出引线23电连接于各第一半导体元件30U的源电极33(参照图5)和各第二半导体元件30L的漏电极35(参照图10)。如图5所示,控制引线24A电连接于各第一半导体元件30U的栅电极34,控制引线24B电连接于各第二半导体元件30L的栅电极34。检测引线25A电连接于各第一半导体元件30U的源电极33,检测引线25B电连接于各第二半导体元件30L的源电极33。以下,关于各半导体元件30以及各引线的配置结构、及各引线的详细结构进行说明。
如图4所示,半导体装置1A具备支撑基板40。各半导体元件30、一对输入引线21、22、输出引线23以及一对侧方引线27A、27B分别搭载于支撑基板40。一对控制引线24A、一对检测引线25A、25B以及多个仿真引线26未搭载于支撑基板40。一对控制引线24A、一对检测引线25A、25B以及多个仿真引线26在纵方向Y上位于支撑基板40的旁边。
支撑基板40具备绝缘基板41、一对导电部件42A、42B、一对绝缘层43A、43B、作为控制用导电体的一例的一对栅极层44A、44B、及一对检测层45A、45B。支撑基板40是以绝缘基板41、一对导电部件42A、42B以及一对绝缘层43A、43B的顺序层叠的结构。在绝缘层43A上层叠栅极层44A以及检测层45A,在绝缘层43B上层叠栅极层44B以及检测层45B。
绝缘基板41具有电绝缘性。绝缘基板41例如是热传导性优异的陶瓷。作为这样的陶瓷,例如能举出AlN(氮化铝)、SiN(氮化硅)、Al2O3(氧化铝)等。在本实施方式中,俯视下的绝缘基板41的形状是纵方向Y为长边方向、横方向X为短边方向的矩形形状。如图10所示,绝缘基板41具有在厚度方向Z上互相朝向相反侧的基板主面41a以及基板背面41b。在基板主面41a上配置一对导电部件42A、42B。基板主面41a与一对导电部件42A、42B、一对绝缘层43A、43B、一对栅极层44A、44B以及一对检测层45A、45B一起被密封树脂10密封。如图7所示,基板背面41b从密封树脂10露出。在基板背面41b上连接未图示的散热装置等。基板背面41b在横方向上配置于密封树脂10的槽17与槽18之间。根据该结构,通过槽17而输入引线21、22与基板背面41b之间的沿面距离变长,通过槽18而输出引线23与基板背面41b之间的沿面距离变长。因此,半导体装置1A的绝缘耐压提高。并且,绝缘基板41的结构并不限于上述结构,可任意变更。在一例中,绝缘基板41与导电部件42A、42B对应地分割为2个而构成。
一对导电部件42A、42B分别是金属板。金属板的构成材料是Cu(铜)或Cu合金。一对导电部件42A、42B与多个引线20一起构成多个与半导体元件30的导电路径。一对导电部件42A、42B在绝缘基板41的基板主面41a上在纵方向Y上离开地配置。一对导电部件42A、42B通过如银浆、焊锡等的接合材料与基板主面41a接合。并且接合材料既可以是银浆、焊锡等的导电性材料,也可以是绝缘性材料。在本实施方式中,一对导电部件42A、42B的厚度(厚度方向Z的尺寸)比绝缘基板41的厚度(厚度方向Z的尺寸)厚。另外,一对导电部件42A、42B的厚度(厚度方向Z的尺寸)比半导体元件30、输入引线21、22以及输出引线23各自的厚度(厚度方向Z的尺寸)厚。一对导电部件42A、42B的厚度例如是0.4mm~3mm。并且,一对导电部件42A、42B的表面可以分别由镀银覆盖。一对导电部件42A、42B互相为相同的形状。俯视下的一对导电部件42A、42B各自的形状为纵方向Y为长边方向、横方向X为短边方向的矩形形状。
如图4以及图10所示,导电部件42A在横方向X上配置于比导电部件42B靠密封树脂10的第一树脂侧面11的附近。导电部件42A电连接于4个第一半导体元件30U、输入引线21以及侧方引线27A。导电部件42A具有在厚度方向Z上互相朝向相反侧的主面42sa以及背面42ra。主面42sa在厚度方向Z上朝向与绝缘基板41的基板主面41a相同的方向。另外,主面42sa在厚度方向Z上朝向与第一半导体元件30U的元件主面31相同的方向。在主面42sa上配置4个第一半导体元件30U以及输入引线21。背面42ra在厚度方向Z上朝向与绝缘基板41的基板背面41b相同的方向。背面42ra在厚度方向Z上朝向与第一半导体元件30U的元件背面32相同的方向。背面42ra通过接合件连接于绝缘基板41的基板主面41a。4个第一半导体元件30U在沿横方向X上对齐的状态下沿纵方向Y离开地排列。4个第一半导体元件30U在横方向X上配置于导电部件42A中的靠导电部件42B的部分。输入引线21配置于在横方向X上导电部件42A中的密封树脂10的第一树脂侧面11侧的端部、且在纵方向Y上导电部件42A的中央部。侧方引线27A配置于在横方向X上导电部件42A中的第一树脂侧面11侧的端部、且在纵方向Y上密封树脂10的第三树脂侧面13侧的端部。
导电部件42B在横方向X上配置于比导电部件42A靠密封树脂10的第二树脂侧面12附近。导电部件42B电连接于4个第二半导体元件30L、输出引线23以及侧方引线27B。导电部件42B具有在厚度方向Z上互相朝向相反侧的主面42sb以及背面42rb。主面42sb在厚度方向Z上朝向与绝缘基板41的基板主面41a相同的方向。另外,主面42sb在厚度方向Z上朝向与第二半导体元件30L的元件主面31相同的方向。背面42rb在厚度方向Z上朝向与绝缘基板41的基板背面41b相同的方向。背面42rb在厚度方向Z上朝向与第二半导体元件30L的元件背面32相同的方向。在主面42sb上配置有4个第二半导体元件30L以及输出引线23。背面42rb通过接合件连接于绝缘基板41的基板主面41a。4个第二半导体元件31在沿横方向X对齐的状态下在纵方向Y上离开地排列。4个第二半导体元件30L在横方向X上配置于导电部件42B中的靠近导电部件42A的部分。从横方向X观察,4个第二半导体元件30L分别以不与4个第一半导体元件30U重合的方式偏离地配置。如图4所示,4个第二半导体元件30L以及4个第一半导体元件30U在纵方向Y上交替配置。输出引线23配置于在横方向X上导电部件42B中的密封树脂10的第二树脂侧面12侧的端部、且在纵方向Y上导电部件42B的中央部。侧方引线27B配置于在横方向X上导电部件42B中的第二树脂侧面12侧的端部、且在纵方向Y上密封树脂10的第三树脂侧面13侧的端部。
一对绝缘层43A、43B具有电绝缘性。一对绝缘层43A、43B的构成材料例如是玻璃环氧树脂。一对绝缘层43A、43B在横方向X上离开地配置。俯视下的一对绝缘层43A、43B的形状分别是沿纵方向Y延伸的带状。
绝缘层43A与导电部件42A的主面42sa接合。绝缘层43A从横方向X观察,以与4个第一半导体元件30U、输入引线21以及侧方引线27A重合的方式配置。绝缘层43A在横方向X上配置于比4个第一半导体元件30U靠密封树脂10的第一树脂侧面11附近。详细的说,绝缘层43A以在横方向X上配置于比4个第一半导体元件30U靠第一树脂侧面11附近且与各第一半导体元件30U相邻的方式配置。另外,绝缘层43A在横方向X上配置于比输入引线21靠4个第一半导体元件30U的附近。
绝缘层43B与导电部件42B的主面42sb接合。绝缘层43B从横方向X观察,以与4个第二半导体元件30L、输出引线23以及侧方引线27B重合的方式配置。绝缘层43B在横方向X上配置于比4个第二半导体元件30L靠密封树脂10的第二树脂侧面12附近。详细的说,绝缘层43B以在横方向X上配置于比4个第二半导体元件30L靠第二树脂侧面12侧且与各第二半导体元件30L相邻的方式配置。另外,绝缘层43B在横方向X上配置于比输出引线23靠4个第二半导体元件30L的附近。
一对栅极层44A、44B具有导电性。一对栅极层44A、44B的构成材料例如是Cu。俯视下的一对栅极层44A、44B的形状分别是例如沿纵方向Y延伸的带状。
栅极层44A配置在绝缘层43A上。栅极层44A在横方向X上配置于绝缘层43A中的靠第一树脂侧面11的部分上。栅极层44A通过作为后述的控制用连接部件的一例的第一控制用丝线51与各第一半导体元件30U的栅电极34(参照图5)导通。另外,栅极层44A通过后述的第一连接用丝线53与控制引线24A导通。
栅极层44B配置在绝缘层43B上。栅极层44B在横方向X上配置于绝缘层43B中的靠第二树脂侧面12的部分。栅极层44B通过作为后述的控制用连接部件的一例的第二控制用丝线52与各第二半导体元件30L的栅电极34(参照图5)导通。另外,栅极层44B通过后述的第二连接用丝线57与控制引线24B导通。
一对检测层45A、45B具有导电性。一对检测层45A、45B的构成材料例如是Cu。俯视下的一对检测层45A、45B的形状分别是例如沿纵方向Y延伸的带状。在本实施方式中,一对检测层45A、45B的横方向X的大小与一对栅极层44A、44B的横方向X的大小相等,一对检测层45A、45B的纵方向Y的大小与一对栅极层44A、44B的纵方向Y的大小相等。
检测层45A与栅极层44A一起配置在绝缘层43A上。检测层45A以在横方向X上与栅极层44A离开且与栅极层44A相邻的方式配置。在本实施方式中,检测层45A以在横方向X上比栅极层44A靠4个第一半导体元件30U的方式配置。并且,横方向X上的检测层45A的配置位置可任意变更。例如,检测层45A可以是在横方向X上比栅极层44A靠第一树脂侧面11。检测层45A通过后述的第一检测用丝线55与各第一半导体元件30U的源电极33导通。另外,检测层45A通过后述的第一连接用丝线54与检测引线25A导通。
检测层45B与栅电极44B一起配置在绝缘层43B上。检测层45B以在横方向X上与栅电极44B离开且与栅极层44B相邻的方式配置。在本实施方式中,检测层45B以在横方向X上比栅极层44B靠4个第二半导体元件30L的方式配置。并且,横方向X上的检测层45B的配置位置可任意变更。例如,检测层45B可以是在横方向X上比栅极层44B靠输出引线23。检测层45B通过后述的第二检测用丝线56与各第一半导体元件30U的源电极33导通。另外,检测层45B通过后述的第二连接用丝线58与检测引线25B导通。
如图10所示,输入引线21、22分别是金属板。金属板的构成材料例如是Cu或Cu合金。在本实施方式中,输入引线21、22的厚度(厚度方向Z的尺寸)是0.8mm,但并不限于此。输入引线21、22分别以靠近密封树脂10的第一树脂侧面11的方式配置。在输入引线21、22上分别施加例如电源电压。在本实施方式中,向输入引线21施加第一电源电压,向输入引线22施加比第一电源电压低的第二电源电压。如此,输入引线21是正极(P端子),输入引线22是负极(N端子)。在厚度方向Z上,输入引线21与输入引线22以相互重合的方式配置。输入引线21与输入引线22在厚度方向Z上离开地配置。
如图4所示,输入引线21形成为在横方向X上延伸的平板状。输入引线21具有垫部21a以及端子部21b。在本实施方式中,垫部21a以及端子部21b是一体形成的单一部件。
垫部21a是输入引线21中的被密封树脂10覆盖的部分。在垫部21a中的密封树脂10的第二树脂侧面12侧的端部上设置有多个梳齿部21c。各梳齿部21c与导电部件42A的主面42sa导通接合。作为该接合方法,既可以是使用激光的激光焊接,也可以是超声波接合,还可以是使用导电性接合件的接合。在本实施方式中,各梳齿部21c配置于导电部件42A的主面42sa中的密封树脂10的第一树脂侧面11侧的端部、且纵方向Y的中央部。在垫部21a中的靠近密封树脂10的第一树脂侧面11的部分设置有多个贯通孔(省略图示)。各贯通孔在厚度方向Z上贯通垫部21a。密封树脂10的一部分进入各贯通孔。由此,密封树脂10与输入引线21难以分离。
端子部21b是输入引线21中的从密封树脂10的第一树脂侧面11突出的部分。俯视下的端子部21b的形状是横方向X为长边方向、纵方向Y为短边方向的矩形形状。
输入引线22具有垫部22a以及端子部22b。在本实施方式中,垫部22a以及端子部22b是一体形成的单一部件。
垫部22a是输入引线22中的被密封树脂10覆盖的部分。垫部22a能够区分为作为驱动用导电体的一例的多个(在本实施方式中为4个)延长部22c、连结多个延长部22c的连结部22d、作为连结部22d与端子部22b之间的部分的中间部22e。多个延长部22c以及连结部22d以在纵方向Y上靠近密封树脂10的第四树脂侧面14的方式配置。
如图4以及图10(a)所示,多个延长部22c根据第二半导体元件30L的数量而设置。多个延长部22c在纵方向Y上离开地配置。俯视下的延长部22c的形状是在横方向X上延伸的带状。各延长部22c具有在厚度方向Z上朝向与半导体元件30的元件主面31相同的方向的作为驱动用连接表面的一例的主面22cs、在厚度方向Z上朝向与半导体元件30的元件背面32相同的方向的背面22cr。各延长部22c的前端部被支撑座29支撑。在本实施方式中,支撑座29根据延长部22c的数量而设置。多个支撑座29在横方向X上配置于导电部件42A中的导电部件42B侧的端部。多个支撑座29在纵方向Y上离开地排列。各支撑座29例如具有电绝缘性。各支撑座29的构成材料例如是陶瓷。各支撑座29与导电部件42A的主面42sa接合。另外,各支撑座29与延长部22c的背面22cr接合。多个支撑座29在沿横方向X相互对齐的状态在纵方向Y上相互离开的状态下排列。各支撑座29的厚度(厚度方向Z的大小)与输入引线21的厚度(厚度方向Z的大小)和绝缘部件28的厚度(厚度方向Z的大小)的总和大致相等。在各支撑座29上接合延长部22c的前端部。由此,各支撑座29使输入引线22的姿势稳定。
在俯视中,多个延长部22c以在纵方向Y上与多个第二半导体元件30L对齐的方式配置。换而言之,从横方向X观察,多个延长部22c以与多个第二半导体元件30L重合的方式配置。另外,多个延长部22c的前端缘在横方向X上与第二半导体元件30L分离。
连结部22d在横方向X上与多个延长部22c中的第一树脂侧面11侧的端部连结。俯视下的连结部22d的形状是纵方向Y为长边方向、横方向X为短边方向的矩形形状。中间部22e在横方向X上与连结部22d中的第一树脂侧面11侧的端部连续、且在纵方向Y上与连结部22d的中央部连续。俯视下的中间部22e的形状是横方向X为长边方向、纵方向Y为短边方向的矩形形状。在中间部22e上设置有多个贯通孔22f。多个贯通孔22f分别在厚度方向Z上贯通中间部22e。密封树脂10的一部分进入各贯通孔22f中。由此,密封树脂10与输入引线22难以分离。
端子部22b是输入引线22中的从密封树脂10的第一树脂侧面11突出的部分。俯视下的端子部22b的形状是横方向X为长边方向、纵方向Y为短边方向的矩形形状。俯视下的端子部22b的尺寸与俯视下的端子部21b的尺寸相同。
在厚度方向Z上,使输入引线21与输入引线22电绝缘的绝缘部件28介于输入引线21与输入引线22之间。输入引线21以及输入引线22例如通过接合件而与绝缘部件28接合。接合件既可以是导电性材料,也可以是绝缘性材料。绝缘部件28的构成材料例如是绝缘纸等。俯视下的绝缘部件28的形状是横方向X为长边方向、纵方向Y为短边方向的矩形形状。在厚度方向Z上,绝缘部件28与输入引线21的垫部21a以及端子部21b重合。在厚度方向Z上,绝缘部件28与输入引线22的连结部22d、中间部22e以及端子部22b重合。如此,绝缘部件28的一部分被密封树脂10覆盖。纵方向Y上的绝缘部件28的大小比纵方向Y上的输入引线21、22的端子部21b、22b的大小大。如图4所示,在俯视下,绝缘部件28从端子部21b、22b的纵方向Y的两侧突出。另外,绝缘部件28在横方向X上比端子部21b、22b的前端突出。
输出引线23是金属板。金属板的构成材料例如是Cu或Cu合金。输出引线23配置于靠近密封树脂10的第二树脂侧面12。通过多个半导体元件30进行电力转换的交流电力(电压)从输出引线23输出。
输出引线23形成为在横方向X上延伸的平板状。输出引线23是与输入引线21相同的形状。输出引线23具有垫部23a以及端子部23b。在本实施方式中,垫部23a以及端子部23b是一体形成的单一部件。
垫部23a是输出引线23中的被密封树脂10覆盖的部分。在垫部23a中的密封树脂10的第一树脂侧面11侧的端部设置有多个梳齿部23c。各梳齿部23c与后述的导电部件42B的主面42sb导通接合。作为该接合方法既可以是使用激光的激光焊接,也可以是超声波接合,还可以是使用导电性接合件的接合。在垫部23a中的靠密封树脂10的第二树脂侧面12的部分上设置有多个贯通孔23d。各贯通孔23d在厚度方向Z上贯通垫部23a。密封树脂10的一部分进入各贯通孔23d。由此,密封树脂10与输出引线23难以分离。
端子部23b是输出引线23中的从密封树脂10的第二树脂侧面12突出的部分。俯视下的端子部23b的形状是横方向X为长边方向、纵方向Y为短边方向的矩形形状。端子部23b向输入引线21的与端子部23b的相反侧延伸。
如图5所示,在俯视下,一对控制引线24A、24B、一对检测引线25A、25B以及多个仿真引线26沿横方向X排列。更详细的说,在俯视下,控制引线24A、检测引线25A以及3个仿真引线26位于支撑基板40的导电部件42A的纵方向Y的旁边。在俯视下,控制引线24B、检测引线25B以及3个仿真引线26位于支撑基板40的导电部件42B的纵方向Y的旁边。由控制引线24A、检测引线25A以及3个仿真引线26构成的一组引线、由控制引线24B、检测引线25B以及3个仿真引线26构成的一组引线的横方向X的间隔比一组引线中的控制引线24A、检测引线25A以及3个仿真引线26中的在横方向X上相邻的引线间隔、以及一组引线中的控制引线24B、检测引线25B以及3个仿真引线26中的在横方向X上相邻的引线的间隔大。另外,在本实施方式中,一对控制引线24A、24B、一对检测引线25A、25B以及多个仿真引线26由同一引线框形成。
在俯视中,控制引线24A以相比于栅极层44A以及检测层45A为横方向X的第一半导体元件30U侧的方式配置。控制引线24A从纵方向Y观察,以与多个第一半导体元件30U重合的方式配置。向控制引线24A施加用于驱动多个第一半导体元件30U的栅极电压。控制引线24B以相比于栅极层44B以及检测层45B为横方向X的第二半导体元件30L侧的方式配置。控制引线24B从纵方向Y观察,以与多个第二半导体元件30L重合的方式配置。向控制引线24B施加用于驱动多个第二半导体元件30L的栅极电压。
一对控制引线24A、24B分别具有垫部24a以及端子部24b。一对控制引线24A、24B的形状互相相同。在本实施方式中,一对控制引线24A、24B分别是垫部24a以及端子部24b一体形成的单一部件。
垫部24a是一对控制引线24A、24B中的被密封树脂10覆盖的部分。由此,一对控制引线24A、24B被密封树脂10支撑。并且,在垫部24a的表面例如可以实施镀银。在垫部24a上设置有贯通孔24c。贯通孔24c在厚度方向Z上贯通垫部24a。密封树脂10的一部分进入贯通孔24c中。由此,密封树脂10与一对控制引线24A、24B难以分离。端子部24b是一对控制引线24A、24B中的从密封树脂10突出的部分。端子部24b从横方向X观察,呈L字状(参照图1以及图2)。
控制引线24A和栅极层44A通过第一连接用丝线53连接。详细的说,第一连接用丝线53中的连接于栅极层44A的端部在纵方向Y上连接于栅极层44A中的控制引线24A侧的端部。第一连接用丝线53中的连接于控制引线24A的端部连接于控制引线24A的垫部24a。
控制引线24B和栅极层44B通过第二连接用丝线57连接。详细的说,第二连接用丝线57中的连接于栅极层44B一侧的端部在纵方向Y上连接于栅极层44B中的控制引线24B侧的端部。第二连接用丝线57中的连接于控制引线24B的端部连接于控制引线24B的垫部24a。
检测引线25A在横方向X上位于控制引线24A的旁边。在俯视中,检测引线25A以比检测层45A靠横方向X的第一半导体元件30U侧、且从纵方向Y观察与第一半导体元件30U中的横方向X的绝缘层43A侧的部分重合的方式配置。通过检测引线25A检测向多个第一半导体元件30U的源电极33施加的电压(与源极电流对应的电压)。检测引线25B在横方向X上位于控制引线24B的旁边。检测引线25B以位于比检测层45B靠横方向X的第二半导体元件30L侧、且从纵方向Y观察与第二半导体元件30L中的横方向X的绝缘层43B侧的部分重合的方式配置。通过检测引线25B检测向多个第二半导体元件30L的源电极33施加的电压(与源极电流对应的电压)。
一对检测引线25A、25B分别具有垫部25a以及端子部25b。一对检测引线25A、25B的形状互相相同、且与一对控制引线24A、24B的形状相同。在本实施方式中,是一体形成垫部25a以及端子部25b的单一部件。
垫部25a是一对检测引线25A、25B中的被密封树脂10覆盖的部分。由此,一对检测引线25A、25B被密封树脂10支撑。并且,在垫部25a的表面上可以实施如镀银。在垫部25a上设置贯通孔25c。贯通孔25c在厚度方向Z上贯通垫部25a。密封树脂10的一部分进入贯通孔25c。由此,密封树脂10与一对检测引线25A、25B难以分离。端子部25b是一对检测引线25A、25B中的从密封树脂10突出的部分。端子部25b与端子部24b相同,从横方向X观察呈L字状(参照图1以及图2)。
检测引线25A和检测层45A通过第一连接用丝线54连接。详细的说,第一连接用丝线54中的连接于检测层45A的端部在纵方向Y上连接于检测层45A中的检测引线25A侧的端部。第一连接用丝线54中的连接于检测丝线25A的端部连接于检测引线25A的垫部25a。
检测引线25B与检测层45B通过第二连接用丝线58连接。详细的说,第二连接用丝线58中的连接于检测层45B的端部在纵方向Y上连接于检测层45B中的检测引线25B侧的端部。第二连接用丝线58中的连接于检测引线25B的端部连接于检测引线25B的垫部25a。
如图5所示,3个仿真引线26在横方向X上位于控制引线24A的与检测引线25A相反侧的旁边。3个仿真引线26在横方向X上互相离开地配置。该3个仿真引线26中的控制引线24A侧的2个仿真引线26从纵方向Y观察以与绝缘层43A重合的方式配置。剩余的一个仿真引线26以在横方向X上位于比绝缘层43A靠近密封树脂10的第一树脂侧面11(参照图4)的方式配置。
其他3个仿真引线26在横方向X上位于控制引线24B的与检测引线25B相反侧的旁边。其他3个仿真引线26在横方向X上互相离开地配置。该其他3个仿真引线26中的控制引线24B侧的2个仿真引线26从纵方向Y观察以与绝缘层43B重合的方式配置。剩余的一个仿真引线26以在横方向X上位于比绝缘层43B靠近密封树脂10的第二树脂侧面12(参照图4)的方式配置。
多个仿真引线26分别具有垫部26a以及端子部26b。多个仿真引线26的形状互相相同、且与一对控制引线24A、24B的形状相同。在本实施方式中,是一体地形成垫部26a以及端子部26b的单一部件。
垫部26a是多个仿真引线26中的被密封树脂10覆盖的部分。由此,多个仿真引线26被密封树脂10支撑。并且,在垫部26a的表面上可以实施如镀银。在垫部26a上设置贯通孔26c。各贯通孔26c在厚度方向Z上贯通垫部26a。密封树脂10的一部分进入各贯通孔26c。由此,密封树脂10与多个仿真引线26难以分离。端子部26b是多个仿真引线26中的从密封树脂10突出的部分。端子部26b与端子部24b相同,从横方向X观察呈L字状(参照图1以及图2)。在本实施方式中,6个仿真引线26分别未通过丝线等的连接部件导电部件42A、42B、栅极层44A、44B以及检测层45A、45B连接。并且,可以省略6个仿真引线26中的至少一个。
其次,关于第一半导体元件30U与输入引线22的连接结构、以及第二半导体元件30L与导电部件42B的连接结构进行说明。
如图4所示,半导体装置1A具备连接多个第二半导体元件30L和输入引线22的多个第一驱动用引线60、连接多个第一半导体元件30U和导电部件42B的多个驱动用引线70。多个第一驱动用引线60以及多个第二驱动用引线70是多个驱动用连接部件的一例。另外,第一驱动用引线60是与第二半导体元件的驱动电极连接的第二驱动用连接部件的一例,第二驱动用引线70是与第一半导体元件的驱动电极连接的第一驱动用连接部件的一例。多个第一驱动用引线60以及多个第二驱动用引线70分别被密封树脂10密封。多个第一驱动用引线60根据多个第二半导体元件30L的数量而设置。在本实施方式中,由于第二半导体元件30L为4个,因此半导体装置1A具备4个第一驱动用引线60。多个第二驱动用引线70根据多个第一半导体元件30U的数量而设置。在本实施方式中,由于第一半导体元件30U为4个,因此半导体装置1A具备4个第二驱动用引线70。
如图5所示,第一驱动用引线60与第二半导体元件30L的源电极33和输入引线22的延长部22c接合。即,第一驱动用引线60连接第二半导体元件30L的源电极33和输入引线22。俯视下的第一驱动用引线60的形状是在横方向X上延伸的带状。第一驱动用引线60是在厚度方向Z上层叠多个金属制薄板的结构。在本实施方式中,如图5、图12以及图13所示,第一驱动用引线60是在厚度方向Z上按顺序层叠3张金属制薄板即金属板60A、60B、60C的结构。金属板60A、60B、60C由同一金属材料构成。构成金属板60A、60B、60C的材料的一例是Cu(铜)。并且,构成第一驱动用引线60的金属板的张数可任意变更。在一例中,构成第一驱动用引线60的金属板的张数根据第二半导体元件30L的容许电流的大小而设定。金属板60A、60B、60C的厚度(厚度方向Z的尺寸)分别是0.05mm~0.2mm。在本实施方式中,使用0.05mm厚度的金属板60A、60B、60C。
如图5所示,第一驱动用引线60具有与第二半导体元件30L的源电极33接合的第一连接部61、与输入引线22的延长部22c的主面22cs接合的第二连接部62、将第一连接部61和第二连接部62连结的连结部63。并且,由于通过金属板60A~60C构成第一驱动用引线60,因此金属板60A~60C分别具有第一连接部61、第二连接部62以及连结部63。因此,关于金属板60A~60C各自的第一连接部61、第二连接部62以及连结部63在符号后面标注字母序列A~C进行划分。在本实施方式中,如图12以及图13所示,金属板60A是一体形成第一连接部61A、第二连接部62A以及连结部63A的单一部件。金属板60B是一体形成第一连接部61B、第二连接部62B以及连结部63B的单一部件。金属板60C是一体形成第一连接部61C、第二连接部62C以及连结部63C的单一部件。连结部63A是第一连结部的一例,连结部63B是第二连结部的一例,连结部63C是第三连结部的一例。第一连接部61通过在厚度方向上按顺序层叠第一连接部61A、第一连接部61B以及第一连接部61C而构成。第二连接部62通过在厚度方向上按顺序层叠第一连接部62A、第一连接部62B以及第二连接部62C而构成。
如图14以及图15所示,金属板60A的第一连接部61A与第二半导体元件30L的源电极33接合。因此,金属板60A是连接于半导体元件的第一金属板的一例,第一连接部61A是第一金属板的第一元件侧连接部的一例。第一连接部61A在其正面上与源电极33接触。俯视下的第一连接部61A的形状是横方向X为长边方向、纵方向Y为短边方向的矩形形状。第一连接部61A接合于源电极33的大部分。在一例中,第一连接部61A在俯视中与源电极33的面积中的50%以上且小于100%的范围的面积接合。优选,第一连接部61A在俯视中与源电极33的面积中的60%以上且小于100%的范围的面积接合。在本实施方式中,第一连接部61A在俯视中与源电极33面积中的60%以上且小于70%的范围的面积接触。
并且,第一连接部61A接合于源电极33的面积的大小可任意变更。在一例中,第一连接部61A在俯视中与源电极33的面积中的70%以上且小于100%的范围的面积接合。另外,在一例中,第一连接部61A在俯视中与源电极33的面积中的80%以上且小于100%范围的面积接合。
如图14以及图15所示,金属板60B的第一连接部61B在厚度方向Z上层叠于第一连接部61A。因此,金属板60B是连接于第一金属板的第二金属板的一例,第一连接部61B是第二金属板的第二元件侧连接部的一例。第一连接部60B在其大致整面上与第一连接部61A接触。俯视下的第一连接部61B的形状是横方向X为长边方向、纵方向Y为短边方向的矩形形状。第一连接部61B的前端缘在横方向X中相对于第一连接部61A的前端缘偏离。具体的说,第一连接部61B的前端缘在横方向X上位于比第一连接部61A的前端缘靠输入引线22的延长部22c侧。因此,在俯视中,第一连接部61B的横方向X的大小比第一连接部61A的横方向X的大小更小。另外,在俯视中,第一连接部61B的纵方向Y的大小(宽度尺寸)与第一连接部61A的纵方向Y的大小(宽度尺寸)相等。第一连接部61B的厚度(厚度方向Z的大小)与第一连接部61A的厚度(厚度方向Z的大小)相等。在此,第一连接部60B的纵方向Y的大小与第一连接部61A的纵方向Y的大小的差只要是第一连接部61A的纵方向Y的大小的5%以内,则可以说第一连接部61B的纵方向Y的大小与第一连接部61A的厚度相等。并且,在横方向X中,第一连接部61B的前端缘可以与第一连接部61A的前端缘对齐。
金属板60C的第一连接部61C在厚度方向Z上层叠于第一连接部61B。因此,金属板60C是层叠于第二金属板的第三金属板的一例,第一连接部61C是第三金属板的第三元件侧连接部的一例。第一连接部61C在其大致整面上与第一连接部61B接触。俯视下的第一连接部61C的形状是横方向X为长边方向、纵方向Y为短边方向的矩形形状。第一连接部61C的前端缘在横方向X上相对于第一连接部61B的前端缘偏离。具体的说,第一连接部61C的前端缘在横方向X上位于比第一连接部61B的前端缘靠输入引线22的延长部22c侧。因此,在俯视中,第一连接部61C的横方向X的大小比第一连接部61B的横方向X的大小更小。在本实施方式中,相对于第一连接部61B的前端缘的第一连接部61C的前端缘的偏移量比相对于第一连接部61A的前端缘的第一连接部61B的前端缘的偏移量大。另外,在俯视中,第一连接部61B的纵方向Y的大小(宽度尺寸)与第一连接部61B的纵方向Y的大小(宽度尺寸)相等。第一连接部61C的厚度(厚度方向Z的大小)与第一连接部61B的厚度(厚度方向Z的大小)相等。在此,如果第一连接部61C的纵方向Y的大小与第一连接部61B的纵方向Y的大小的差例如是第一连接部61B的纵方向Y的大小的5%以内,则第一连接部61C的纵方向Y的大小可以说与第一连接部61B的纵方向Y的大小相等。另外,如果第一连接部61C的厚度与第一连接部61B的厚度的差例如为第一连接部61B的厚度的5%以内,则第一连接部61C的厚度可以说与第一连接部61B的厚度相等。并且,在横方向X上,第一连接部61C的前端缘可以与第一连接部61B的前端缘对齐。
第一连接部61A通过作为使用激光的激光加工的一例的激光焊接接合于源电极33。第一连接部61B通过激光焊接接合于第一连接部61A。第一连接部61C通过激光焊接接合于第一连接部61B。
更详细的说,在第一连接部61A上形成3个激光接合部64A、64B、64C。激光接合部64A、64B、64C与第二半导体元件30L的源电极33接合。因此,激光接合部64A、64B、64C是第一元件侧连接部的第一元件侧接合部的一例。激光接合部64A、64B、64C形成于第一连接部61A中的在横方向X上离开的部分。在俯视中,激光接合部64A、64B、64C分别沿纵方向Y延伸。在本实施方式中,激光接合部64A、64B、64C的纵方向Y的大小互相相等。在此,只要激光接合部64A的纵方向Y的大小、激光接合部64B的纵方向Y的大小以及激光接合部64C的纵方向Y的大小的最大偏差量例如是激光接合部64A的纵方向Y的大小的5%以内,则可以说激光接合部64A、64B、64C的纵方向Y的大小互相相等。
激光接合部64A形成于比第一连接部61A中的激光接合部64B、64C靠近前端的部分。在一例中,激光接合部64A从厚度方向Z观察形成于第一连接部61A中的与第一连接部61B的前端部重合的部分。更详细的说,激光接合部64A形成于第一连接部61A中的在横方向X上与第一连接部61B的前端缘相邻的部分。激光接合部64B形成于在第一连接部61A中相比于激光接合部64A靠近基端、且相比于激光接合部64C靠近前端的部分。激光接合部64C形成于第一连接部61A的横方向X的中央部。如图15所示,在本实施方式中,激光接合部64A与激光接合部64B的间距PA1、激光接合部64B与激光接合部64C的间距PA2互相相等。在此,如果间距PA1与间距PA2的差为间距PA1的5%以内,则间距PA1与间距PA2可以说互相相等。并且,间距PA1、PA2分别能任意变更。在一例中,间距PA2可以比间距PA1大。
如图14以及图15所示,在第一连接部61B上形成2个激光接合部64D、64E。激光接合部64D、64E与第一连接部61A接合。因此,激光接合部64D、64E是第二元件侧连接部的第二元件侧接合部的一例。激光接合部64D、64E形成于第一连接部61B中的在横方向X上离开的部分。在俯视中,激光接合部64D、64E分别沿纵方向Y延伸。在本实施方式中,激光接合部64D、64E的纵方向Y的大小互相相等。另外,激光接合部64D、64E的纵方向Y的大小与激光接合部64A、64B、64C的纵方向Y的大小相等。
在此,如果激光接合部64D的纵方向Y的大小与激光接合部64E的纵方向Y的大小的差为激光接合部64D的纵方向Y的大小的5%以内,则激光接合部64D、64E的纵方向Y的大小可以说互相相等。另外,如果激光接合部64D的纵方向Y的大小、激光接合部64A的纵方向Y的大小、激光接合部64B的纵方向Y的大小以及激光接合部64A的纵方向Y的大小的最大偏差量例如为激光接合部64A的纵方向Y的大小的5%以内,则可以说激光接合部64D的纵方向Y的大小与激光接合部64A、64B、64C的纵方向Y的大小相等。如果激光接合部64E的纵方向Y的大小、激光接合部64A的纵方向Y的大小、激光接合部64B的纵方向Y的大小以及激光接合部64C的纵方向Y的大小的最大偏差量例如为激光接合部64A的纵方向Y的大小的5%以内,则可以说激光接合部64E的纵方向Y的大小与激光接合部64A、64B、64C的纵方向Y的大小相等。
激光接合部64D形成于比第一连接部61B中的激光接合部64E靠近前端的部分。在一例中,激光接合部64D从厚度方向Z观察,形成于第一连接部61B中的与第一连接部61C的前端部重合的部分。更详细的说,激光接合部64D形成于第一连接部61B中的在横方向X上与第一连接部61C的前端缘相邻的部分。另外,从厚度方向Z观察,激光接合部64D位于激光接合部64A与激光接合部64B的横方向X之间。激光接合部64E形成于第一连接部61B中的比第一连接部61B的横方向X的中央部靠近前端的部分。激光接合部64E从厚度方向Z观察,位于激光接合部64B与激光接合部64C的横方向X之间。如此,激光接合部64D、64E从厚度方向Z观察,以不与激光接合部64A、64B、64C重合的方式偏离地配置。另外,如图15所示,在本实施方式中,激光接合部64D与激光接合部64E的间距PB与间距PA1、PA2相等。在此,如果间距PB与间距PA1或与间距PA2的差例如为间距PA1的5%以内,则可以说间距PB与间距PA1、PA2相等。并且,间距PB可任意变更。在一例中,间距PB可以比间距PA1、PA2大。
如图14以及图15所示,在第一连接部61C上形成一个激光接合部64F。激光接合部64F接合第一连接部61B。因此,激光接合部64F是第三元件侧接合部的一例。激光接合部64F沿纵方向Y延伸。在本实施方式中,激光接合部64F的纵方向Y的大小与激光接合部64A、64B、64C的纵方向Y的大小相等。在此,如果激光接合部64F的纵方向Y的大小、激光接合部64A的纵方向Y的大小、激光接合部64B的纵方向Y的大小以及激光接合部64C的纵方向Y的大小的最大偏差量例如为激光接合部64A的纵方向Y的大小的5%以内,则可以说激光接合部64F的纵方向Y的大小与激光接合部64A、64B、64C的纵方向Y的大小相等。
激光接合部64F形成于第一连接部61C中的比第一连接部60C的横方向X的中央部靠近前端的部分。激光接合部64F在横方向X上位于激光接合部64D与激光接合部64E之间。如此,激光接合部64F从厚度方向Z观察,以不与激光接合部64D、64E重合的方式偏离地配置。另外,激光接合部64F从厚度方向Z观察,设置于与激光接合部64B重合的位置。
如此,在第一驱动用引线60的第一连接部61中,以形成于在金属板的层叠方向上相邻的金属板的激光接合部不在厚度方向上重合的方式偏离地配置。另一方面,在第一驱动用引线60的第一连接部61中,形成于在金属板的层叠方向上分离的金属板上的激光接合部以在厚度方向上重合的方式配置。
在本实施方式中,如图15所示,在俯视中,3个激光接合部64A、64B、64C、2个激光接合部64D、64E以及1个激光接合部64F以在横方向X上为等间距的方式形成。
另外,如图15的放大图所示,在厚度方向Z上的激光接合部64B的金属板60B侧的端部形成有凹部64x。在以沿横方向X以及厚度方向Z的平面切断凹部64x的剖视图中的凹部64x的形状是弯曲状。通过该凹部64x,激光接合部64B不与金属板60B接触。并且,金属板60A的其他激光接合部64A、64C以及金属板60B的激光接合部64E、64F也与激光接合部64B相同地具有凹部64x。因此,金属板60A的其他激光接合部64A、64C不与金属板60B接触。另外,激光接合部64E、64F不与金属板60C接触。
如图16所示,金属板60A的第二连接部62A与输入引线22的延长部22c的主面22cs接合。因此,第二连接部62A是第一金属板的第一导电体侧连接部的一例。第二连接部62A在其整面上与延长部22c的主面22cs接触。俯视中的第二连接部62A的形状是横方向X为长边方向、纵方向Y为短边方向的矩形形状。在本实施方式中,第二连接部62A的纵方向Y的大小(宽度尺寸)比延长部22c的纵方向Y的大小(宽度尺寸)稍小。并且,第二连接部62A的纵方向Y的大小可以与延长部22c的纵方向Y的大小相等。在本实施方式中,第二连接部62A的横方向X的大小与第一连接部61A的横方向X的大小相等,第二连接部62A的纵方向Y的大小与第一连接部61A的纵方向Y的大小相等。在此,如果第二连接部62A的横方向X的大小与第一连接部61A的横方向X的大小的差例如为第一连接部61A的横方向X的大小的5%以内,则可以说第二连接部62A的横方向X的大小与第一连接部61A的横方向X的大小相等。另外,如果第二连接部62A的纵方向Y的大小与第一连接部61A的纵方向Y的大小的差例如为第一连接部61A的纵方向Y的大小的5%则,可以说第二连接部62A的纵方向Y的大小与第一连接部61A的纵方向Y的大小相等。
如图16以及图17所示,金属板60B的第二连接部62B在厚度方向Z上层叠于第二连接部62A。第二连接部62B在其大致整面上与第二连接部62A接触。因此,第二连接部62B是第二金属板的第二导电体侧连接部的一例。俯视下的第二连接部62B的形状是横方向X为长边方向、纵方向Y为短边方向的矩形形状。第二连接部62B的前端缘在横方向X中相对于第二连接部62A的前端缘偏离。具体的说,第二连接部62B的前端缘在横方向X上位于比第二连接部62A的前端缘靠第二半导体元件30L。因此,在俯视中,第二连接部62B的横方向X的大小比第二连接部62A的横方向X的大小更小。另外,在俯视中,第二连接部62B的纵方向Y的大小(宽度尺寸)与第二连接部62A的纵方向Y的大小(宽度尺寸)相等。第二连接部62B的厚度(厚度方向Z的大小)与第二连接部62A的厚度(厚度方向Z的大小)相等。在此,如果第二连接部62B的纵方向Y的大小与第二连接部62A的纵方向Y的大小的差例如为第二连接部62A的纵方向Y的大小的5%以内,则可以说第二连接部62B的纵方向Y的大小与第二连接部62A的纵方向Y的大小相等。另外,如果第二连接部62B的厚度与第二连接部62A的厚度的差例如为第二连接部62A的厚度的5%以内,则可以说第二连接部62B的厚度与第二连接部62A的厚度相等。在本实施方式中,第二连接部62B的横方向X的大小与第一连接部61B的横方向X的大小相等,第二连接部62B的纵方向Y的大小与第一连接部61B的纵方向Y的大小相等。在此,如果第二连接部62B的横方向X的大小与第一连接部61B的横方向X的大小的差例如为第一连接部61B的横方向X的大小的5%以内,则可以说第二连接部62B的横方向X的大小与第一连接部61B的横方向X的大小相等。另外,如果第二连接部62B的纵方向Y的大小与第一连接部61B的纵方向Y的大小的差例如为第一连接部61B的纵方向Y的大小的5%以内,则可以说第二连接部62B的纵方向Y的大小与第一连接部61B的纵方向Y的大小相等。并且,在横方向X上,第二连接部62B的前端缘可以与第二连接部62A的前端缘对齐。
金属板60C的第二连接部62C在厚度方向Z上层叠于第二连接部62B。第二连接部62C在其大致整面上与第二连接部62B接触。因此,第二连接部62C是第三金属板的第三导电体侧连接部的一例。俯视下的第二连接部62C的形状是横方向X为长边方向、纵方向Y为短边方向的矩形形状。第二连接部62C的前端缘在横方向X上相对于第二连接部62B的前端缘偏离。具体的说,第二连接部62C的前端缘在横方向X上位于比第二连接部62B的前端缘靠第二半导体元件30L。因此,在俯视中,第二连接部62C的横方向X的大小比第二连接部62B的横方向X的大小更小。在本实施方式中,相对于第一连接部61B的前端缘的第一连接部61C的前端缘的偏移量比相对于第一连接部61A的前端缘的第一连接部61B前端缘的偏移量大。另外,在俯视中,第二连接部62B的纵方向Y的大小(宽度尺寸)与第二连接部62B的纵方向Y的大小(宽度尺寸)相等。第二连接部62C的厚度(厚度方向Z的尺寸)与第二连接部62B的厚度(厚度方向Z的大小)相等。在此,如果第二连接部62C的纵方向Y的大小与第二连接部62B的纵方向Y的大小的差例如为第二连接部62B的纵方向Y的大小的5%以内,则可以说第二连接部62C的纵方向Y的大小与第二连接部62B的纵方向Y的大小相等。另外,如果第二连接部62C的厚度与第二连接部62B的厚度的差例如为第二连接部62B的厚度的5%以内,则可以说第二连接部62C的厚度与第二连接部62B的厚度相等。在本实施方式中,第二连接部62C的横方向X的大小与第一连接部61C的横方向X的大小相等,第二连接部62C的纵方向Y的大小与第一连接部61C的纵方向Y的大小相等。在此,如果第二连接部62C的横方向X的大小与第一连接部61C的横方向X的大小的差例如为第一连接部61C的横方向X的大小的5%以内,则可以说第二连接部61C的横方向X的大小与第一连接部61C的横方向X的大小相等。另外,如果第二连接部62C的纵方向Y的大小与第一连接部61C的纵方向Y的大小的差例如为第一连接部61C的纵方向Y的大小的5%以内,则可以说第二连接部62C的纵方向Y的大小与第一连接部61C的纵方向Y的大小相等。并且,在横方向X上,第二连接部62C的前端缘可以与第二连接部62B的前端缘对齐。
第二连接部62A通过激光焊接接合于输入引线22的延长部22c的前端部。第二连接部62B通过激光焊接接合于第二连接部62A。第二连接部62C通过激光焊接接合于第二连接部62B。
更详细的说,如图16以及图17所示,在第二连接部62A上形成3个激光接合部65A、65B、65C。激光接合部65A、65B、65C接合于延长部22c的主面22cs。因此,激光接合部65A、65B、65C是第一导电体侧接合部的一例。激光接合部65A、65B、65C形成于第二连接部62A中的在横方向上离开的部分。在俯视中,激光接合部65A、65B、65C分别沿纵方向Y延伸。在本实施方式中,激光接合部65A、65B、65C的纵方向Y的大小互相相等。在此,如果激光接合部65A的纵方向Y的大小、激光接合部65B的纵方向Y的大小以及激光接合部65C的纵方向Y的大小的最大偏差量例如为激光接合部65A的纵方向Y的大小的5%以内,则可以说激光接合部65A、65B、65C的纵方向Y的大小互相相等。另外,在本实施方式中,激光接合部65A、65B、65C的纵方向Y的大小分别与激光接合部64A、64B、64C的纵方向Y的大小相等。在此,如果激光接合部65A的纵方向Y的大小与激光接合部64A的纵方向Y的大小的差例如为激光接合部64A的纵方向Y的大小的5%以内,则可以说激光接合部65A的纵方向Y的大小与激光接合部64A的纵方向Y的大小相等。关于激光接合部65B的纵方向Y的大小与激光接合部64B的纵方向Y的大小的关系、及激光接合部65C的纵方向Y的大小与激光接合部64C的纵方向Y的大小的关系也与上述的激光接合部65A的纵方向Y的大小与激光接合部64A的纵方向Y的大小的关系相同。
激光接合部65A形成于比第二连接部62A中的激光接合部65B、65C靠近前端的部分。在一例中,激光接合部65A从厚度方向Z观察,形成于第二连接部62A中的与第二连接部62B的前端部重合的部分。更详细的说,激光接合部65A形成于第二连接部62A中的在横方向X上与第二连接部62B的前端缘相邻的部分。激光接合部65B在第二连接部62A中形成于相比于激光接合部65A靠近基端、且相比于激光接合部65C靠近前端的部分。激光接合部65C形成于第二连接部62A的横方向X的中央部。在本实施方式中,如图17所示,激光接合部65A与激光接合部65B的间距PC1、激光接合部65B与激光接合部65C的间距PC2互相相等。在此,如果间距PC1与间距PC2的差例如为间距PC1的5%以内,则可以说间距PC1与间距PC2互相相等。在本实施方式中,间距PC1与激光接合部64A与激光接合部64B之间的PA1(参照图15)相等,间距PC2与激光接合部64B与激光接合部64C之间的间距PA2(参照图15)相等。在此,如果间距PC1与间距PA1的差例如为间距PA1的5%以内,则可以说间距PC1与间距PA1相等。如果间距PC2与间距PA2的差例如为间距PA2的5%以内,则可以说间距PC2与间距PA2相等.
如图16以及图17所示,在第二连接部62B上形成2个激光接合部65D、65E。激光接合部65D、65E接合于第二连接部62A。因此,激光接合部65D、65E是第二导电体侧接合部的一例。激光接合部65D、65E形成于第二接合部62B中的在横方向X上离开的部分。在俯视中,激光接合部65D、65E分别沿纵方向Y延伸。在本实施方式中,激光接合部65D、65E的纵方向Y的大小互相相等。另外,激光接合部65D、65E的纵方向Y的大小与激光接合部65A、65B、65C的纵方向Y的大小相等。
在此,如果激光接合部65D的纵方向Y的大小与激光接合部65E的纵方向Y的大小的差例如为激光接合部65D的纵方向Y的大小的5%以内,则可以说激光接合部65D、65E的纵方向Y的大小互相相等。另外,如果激光接合部65D的纵方向Y的大小、激光接合部65A的纵方向Y的大小、激光接合部65B的纵方向Y的大小以及激光接合部65C的纵方向Y的大小的最大偏差量例如为激光接合部65A的纵方向Y的大小的5%以内,则可以说激光接合部65D的纵方向Y的大小与激光接合部65A、65B、65C的纵方向Y的大小相等。另外,如果激光接合部65E的纵方向Y的大小、激光接合部65A的纵方向Y的大小、激光接合部65B的纵方向Y的大小以及激光接合部65C的纵方向Y的大小的最大偏差量例如为激光接合部65A的纵方向Y的大小的5%以内,则可以说激光接合部65E的纵方向Y的大小与激光接合部65A、65B、65C的纵方向Y的大小相等。
另外,在本实施方式中,激光接合部65D的纵方向Y的大小与第一连接部61B的激光接合部64D(也参考图14)的纵方向Y的大小相等。激光接合部65E的纵方向Y的大小与第一连接部61B的激光接合部64E(也参考图14)的纵方向Y的大小相等。在此,如果激光接合部64D的纵方向Y的大小与激光接合部64D的纵方向Y的大小的差例如为激光接合部64D的纵方向Y的大小的5%以内,则可以说激光接合部65D的纵方向Y的大小与激光接合部64D的纵方向Y的大小相等。如果激光接合部65E的纵方向Y的大小与激光接合部64E的纵方向Y的大小的差例如为激光接合部64E的纵方向Y的大小的5%以内,则可以说激光接合部65E的纵方向Y的大小与激光接合部64E的纵方向Y的大小相等。
激光接合部65D形成于第二连接部62B中的比激光接合部65E靠近前端的部分。在一例中,激光接合部65D从厚度方向Z观察,形成于第二连接部62B中的与第二连接部62C的前端部重合的部分。更详细的说,激光接合部65D形成于第二连接部62B中的在横方向上与第二连接部62C的前端缘相邻的部分。另外,从厚度方向Z观察,激光接合部65D位于激光接合部65A与激光接合部65B的横方向X之间。激光接合部65E形成于第二连接部62B中的比第二连接部62B的横方向X的中央部靠近前端的部分。激光接合部65E从厚度方向Z观察,位于激光接合部65B与激光接合部65C的横方向X之间。如此,激光接合部65D、65E从厚度方向Z观察,以不与激光接合部65A、65B、65C重合的方式配置。另外,如图17所示,在本实施方式中,激光接合部65D与激光接合部65E的间距PD与间距PC1、PC2相等。在此,如果间距PD与间距PC1或与间距PC2的差例如为间距PC1的5%以内,则可以说间距PD与间距PC1、PC2相等。另外,在本实施方式中,间距PD与第一连接部61B的激光接合部64D和激光接合部64E的间距PB相等。在此,如果间距PD与间距PB的差例如为间距PB的5%以内,则可以说间距PD与间距PB相等。
如图16以及图17所示,在第二连接部62C上形成一个激光接合部65F。激光接合部65F接合第二连接部62B。因此,激光接合部65F是第三导电体侧接合部的一例。激光接合部65F沿纵方向Y延伸。在本实施方式中,激光接合部65F的纵方向Y的大小与激光接合部65A、65B、65C的纵方向Y的大小相等。在此,如果激光接合部65F的纵方向Y的大小、激光接合部65A的纵方向Y的大小、激光接合部65B的纵方向Y的大小以及激光接合部65C的纵方向Y的大小的最大偏差量例如为激光接合部65A的纵方向Y的大小的5%以内,则可以说激光接合部65F的纵方向Y的大小与激光接合部65A、65B、65C的纵方向Y的大小相等。另外,在本实施方式中,激光接合部65F的纵方向Y的大小与第二连接部62C的激光接合部64F(也参考图14)的纵方向Y的大小相等。在此,如果激光接合部65F的纵方向Y的大小与激光接合部64F的纵方向Y的大小的差例如为激光接合部64F的纵方向Y的大小的5%以内,则可以说激光接合部65F的纵方向Y的大小与激光接合部64F的纵方向Y的大小相等。
激光接合部65F形成于第二连接部62C中的比第二连接部62C的横方向X的中央部靠近前端的部分。激光接合部65F在横方向X上位于激光接合部65D与激光接合部65E之间。如此,激光接合部65F从厚度方向Z观察,以不与激光接合部65D、65E重合的方式偏离地配置。另外,激光接合部65F从厚度方向Z观察,设置于与激光接合部65B重合的位置。
如此,在第一驱动用引线60的第二连接部62中,以形成于在金属板的层叠方向上相邻的金属板的激光接合部在厚度方向上不重合的方式偏离地配置。另一方面,在第一驱动用引线60的第二连接部62中,形成于在金属板的层叠方向上离开的金属板的激光接合部以在厚度方向上重合的方式配置。
在本实施方式中,如图17所示,在俯视中,3个激光接合部65A、65B、65C、2个激光接合部65D、65E以及1个激光接合部65F以在横方向X上为等间距的方式形成。
另外,如图17的放大图所示,在厚度方向Z上的激光接合部65B的金属板60B侧的端部上形成凹部65x。以沿横方向X以及厚度方向Z的平面剖开凹部65x的剖视图中的凹部65x的形状为弯曲状。通过该凹部65x,激光接合部65B不与金属板60B接触。并且,关于金属板60A的其他激光接合部65A、65C以及金属板60B的激光接合部65D、65E也与激光接合部65B相同地具有凹部65x。因此,金属板60A的其他激光接合部65A、65C不与金属板60B接触。另外,激光接合部65D、65E不与金属板60C接触。
如图12以及图13所示,从纵方向Y观察金属板60A的侧视图中的金属板60A的连结部63A的形状是朝向支撑基板40(参照图10(a))开口的矩形凹状。连结部63A能够区分为第一垂直部66A、第二垂直部67A以及水平部68A。第一垂直部66A以及第二垂直部67A在横方向X上离开地配置。水平部68A在横方向X上连接第一垂直部66A与第二垂直部67A。第一垂直部66A从第一连接部61A的基端部向厚度方向Z延伸。第二垂直部67A从第二连接部62A的基端部向厚度方向Z延伸。第一垂直部66A的厚度方向Z的大小比第二垂直部67A的厚度方向Z的大小更大。水平部68A连接第一垂直部66A中的厚度方向Z的与第一连接部61A相反侧的端部、第二垂直部67A中的厚度方向Z的与第二连接部62A相反侧的端部。因此,在厚度方向Z上,水平部68A配置于比输入引线22靠密封树脂10的树脂顶面15(参照图10(a))。
金属板60B的连结部63B层叠在金属板60A的连结部63A上。更详细的说,从纵方向Y观察金属板60B的侧视中的连结部63B的形状与连结部63A相同地为矩形凹状。连结部63B能够区分为第一垂直部66B、第二垂直部67B以及水平部68B。第一垂直部66B在横方向X上层叠于第一垂直部66A。第一垂直部66B在其整面上与第一垂直部66A接触。第二垂直部67B在横方向X上层叠于第二垂直部67A。第二垂直部67B在其整面上与第二垂直部67A接触。水平部68B在厚度方向Z上层叠于水平部68A。水平部68B在其整面上与水平部68A接触。
金属板60C的连结部63C层叠在金属板60B的连结部63B上。更详细的说,从纵方向Y观察金属板60C的侧视中的连结部63C的形状与连结部63A相同地为矩形凹状。连结部63C能够区分为第一垂直部66C、第二垂直部67C以及水平部68C。第一垂直部66C在横方向X上层叠于第一垂直部66B。第一垂直部66C在其整面上与第一垂直部66B接触。第二垂直部67C在横方向X上层叠于第二垂直部67B。第二垂直部67C在其整面上与第二垂直部67B接触。水平部68C在厚度方向Z上层叠于水平部68B。水平部68C在其整面上与水平部68B接触。
如图5所示,第二驱动用引线70与第一半导体元件30U的源电极33和横方向X上的导电部件42B的主面42sb中的导电部件42A侧的端部接合。如此,导电部件42B是驱动用导电体的一例,导电部件42B的主面42sb是驱动用导电体的驱动用连接表面的一例。
俯视下的第二驱动用引线70的形状是在横方向X上延伸的带状。第二驱动用引线70是在厚度方向Z上层叠多个金属制薄板的结构。在本实施方式中,如图18以及图19所示,第二驱动用引线70是在厚度方向Z上按顺序层叠3张金属制薄板即金属板70A、70B、70C的结构。金属板70A、70B、70C由同一金属材料构成。构成金属板70A、70B、70C的材料的一例是Cu(铜)。并且,构成第二驱动用引线70的金属板的张数可任意变更。在一例中,构成第二驱动用引线70的金属板张数根据第一半导体元件30U的容许电流的大小设定。金属板70A、70B、70C的厚度(厚度方向Z的尺寸)分别与金属板60A、60B、60C(参照图12以及图13)相同,为0.05mm~0.2mm。在本实施方式中,使用0.05mm厚的金属板70A、70B、70C。
第二驱动用引线70具有与第一半导体元件30U的源电极33接合的第一连接部71、与导电部件42B接合的第二连接部72、连结第一连接部71与第二连接部72的连结部73。并且,由于通过金属板70A~70C的层叠构成第二驱动用引线70,因此金属板70A~70C分别具有第一连接部71、第二连接部72以及连结部73。因此,关于金属板70A~70C各自的第一连接部71、第二连接部72以及连结部73在符号后标注字母序列的A~C进行区分。在本实施方式中,金属板70A是一体形成第一连接部71A、第二连接部72A以及连结部73A的单一部件。金属板70B是一体形成第一连接部71B、第二连接部72B以及连结部73B的单一部件。金属板70C是一体形成第一连接部71C、第二连接部72C以及连结部73C的单一部件。第一连接部71通过在厚度方向Z上层叠第一连接部71A、第一连接部71B以及第一连接部71C而构成。第二连接部72通过在厚度方向Z上层叠第二连接部72A、第二连接部72B以及第二连接部72C而构成。
如图20以及图21所示,第二驱动用引线70的第一连接部71的结构与第一驱动用引线60的第二连接部62(参照图16以及图17)的结构相同。更详细的说,金属板70A的第一连接部71A的结构与金属板60A的第二连接部62A的结构相同,金属板70B的第一连接部71B的结构与金属板60B的第二连接部62B的结构相同,金属板70C的第一连接部71C的结构与金属板60C的第二连接部62C的结构相同。另外,第一连接部71A、71B、71C的层叠方式与第二连接部62A、62B、62C的层叠方式相同。
第一连接部71A通过激光焊接与第一半导体元件30U的源电极33接合。第一连接部71B通过激光焊接与第一连接部71A接合。第一连接部71C通过激光焊接与第一连接部71B接合。在第一连接部71A上与第二连接部62A相同地形成激光接合部74A、74B、74C。激光接合部74A、74B、74C各自的形状以及大小、及配置方式与形成于第二连接部62A的激光接合部65A、65B、65C各自的形状以及大小、及配置方式相同。在第一连接部71B上与第二连接部62B相同地形成激光接合部74D、74E。激光接合部74D、74E各自的形状以及大小、及配置方式与形成于第二连接部65B的激光接合部65D、65E各自的形状以及大小、及配置方式相同。在第一连接部71C上与第二连接部62C相同地形成激光接合部74F。激光接合部74F的形状以及大小、及配置方式与第二连接部62C的激光接合部65F的形状以及大小、及配置方式相同。在激光接合部74A~74F的各个上与激光接合部65A~65F的凹部65x(参照图17)相同地形成凹部74x。
如图22以及图23所示,第二驱动用引线70的第二连接部72的结构与第一驱动用60的第一连接部61(参照图14以及图15)的结构相同。更详细的说,金属板70A的第二连接部72A的结构与金属板60A的第一连接部61A的结构相同,金属板70B的第二连接部72B的结构与金属板60B的第一连接部61B的结构相同,金属板70C的第二连接部72C的结构与金属板60C的第一连接部61C的结构相同。另外,第二连接部72A、72B、72C的层叠方式与第一连接部61A、61B、61C的层叠方式相同。
第二连接部72A通过激光焊接与导电部件42B的主面sb接合。第二连接部72B通过激光焊接与第二连接部72A接合。第二连接部72C通过激光焊接与第二连接部72B接合。在第二连接部72A上与第一连接部61A相同地形成激光接合部75A、75B、75C。激光接合部75A、75B、75C各自的形状以及大小、及配置方式与形成于第一连接部61A的激光接合部64A、64B、64C各自的形状以及大小、及配置方式相同。在第二连接部72B上与第一连接部61B相同地形成激光接合部75D、75E。激光接合部75D、75E各自的形状以及大小、及配置方式与形成于第一连接部61B的激光接合部64D、64E各自的形状以及大小、及配置方式相同。在第二连接部72C上与第一连接部61C相同地形成激光接合部75F。激光接合部75F的形状以及大小、及配置方式与形成于第一连接部61C的激光接合部64F的形状以及大小、及配置方式相同。在激光接合部75A~75F的各个上与激光接合部64A~64F的凹部64x(参照图15)相同地形成凹部75x。
如图18以及图19所示,从纵方向Y观察第二驱动用引线70的侧视中的第二驱动用引线70的连结部73的形状与从纵方向Y观察第一驱动用引线60的侧视中的第二驱动用引线70的连结部63的形状不同。具体的说,上述侧视中的连结部73的形状与连结部63相同,形成为向支撑基板40开口的矩形凹状。另一方面,由于第一半导体元件30U与导电部件42B的主面42sb之间的厚度方向Z的距离比输入引线22的延长部22c与第二半导体元件30L之间的厚度方向Z的距离小,因此连结部73的凹状的深度比连结部63的凹状的深度浅。
从纵方向Y观察金属板70A的侧视中的金属板70A的连结部73A的形状是向支撑基板40(参照图11(a))开口的矩形凹状。金属板70A的连结部63A能够区分为第一垂直部76A、第二垂直部77A以及水平部78A。第一垂直部76A以及第二垂直部77A在横方向X上离开地配置。水平部78A在横方向X上连接第一垂直部76A和第二垂直部77A。第一垂直部76A从第二连接部72A的基端部向厚度方向Z延伸。第二垂直部77A从第一连接部71A的基端部向厚度方向Z延伸。第一垂直部76A的厚度方向Z的大小比第二垂直部77A的厚度方向Z的大小更大。在本实施方式中,第一垂直部76A的厚度方向Z的大小比第一驱动用引线60的金属板60A的第一垂直部66A的厚度方向Z的大小更小。第二垂直部77A的厚度方向Z的大小与金属板60A的第二垂直部67A的厚度方向Z的大小相等。水平部78A连接第一垂直部76A中的厚度方向Z的与第二连接部72A相反侧的端部、第二垂直部77A中的厚度方向Z的与第一连接部71A相反侧的端部。水平部78A的横方向X的长度与金属板60A的水平部68A的横方向X的长度相等。在此,如果第二垂直部77A的厚度方向Z的大小与第二垂直部67A的厚度方向Z的大小的差例如为第二垂直部67A的厚度方向Z的大小的5%以内,则可以说第二垂直部77A的厚度方向Z的大小与第二垂直部67A的厚度方向Z的大小相等。另外,如果水平部78A的横方向X的长度与水平部68A的横方向X的长度的差例如为水平部68A的横方向X的长度的5%以内,则可以说水平部78A的横方向X的长度与水平部68A的横方向X的长度相等。
金属板70B的连结部73B层叠在金属板70A的连结部73A上。更详细的说,从纵方向Y观察金属板70B的侧视中的连结部73B的形状与连结部73A相同地为矩形凹状。连结部73B能够区分为第一垂直部76B、第二垂直部77B以及水平部78B。第一垂直部76B在横方向X上层叠于第一垂直部76A。第一垂直部76B在其整面上与第一垂直部76A接触。第二垂直部77B在横方向X上层叠于第二垂直部77A。第二垂直部77B在其整面上与第二垂直部77A接触。水平部78B在厚度方向Z上层叠于水平部78A。水平部78B在其整面上与水平部78A接触。
金属板70C的连结部73C层叠在金属板70B的连结部73B上。更详细的说,从纵方向Y观察金属板70C的侧视中的连结部73C的形状与连结部73A相同地为矩形凹状。连结部73C能够区分为第一垂直部76C、第二垂直部77C以及水平部78C。第一垂直部76C在横方向X上层叠于第一垂直部76B。第一垂直部76C在其整面上与第一垂直部76B接触。第二垂直部77C在横方向X上层叠于第二垂直部77B。第二垂直部77C在其整面上与第二垂直部77B接触。水平部78C在厚度方向Z上层叠于水平部78B。水平部78C在其整面上与水平部78B接触。
如此,金属板70A是连接于半导体元件的第一金属板的一例,第一连接部71A是第一金属板的第一元件侧连接部的一例,第二连接部72A是第一金属板的第一导电体侧连接部的一例,连结部73A是第一连结部的一例。形成于第一连接部71A的激光接合部74A、74B、74C是第一元件侧连接部的第一元件侧接合部的一例,形成于第二连接部72A的激光接合部75A、75B、75C是第一导电体侧连接部的第一导电体侧接合部的一例。
金属板70B是层叠于第一金属板的第二金属板的一例,第一连接部71B是连接于第一元件侧连接部的第二元件侧连接部的一例,第二连接部72B是第二金属板的第二导电体侧连接部的一例,连结部73B是第二连结部的一例。形成于第一连接部71B的激光接合部74D、74E是第二元件侧连接部的第二元件侧接合部的一例,形成于第二连接部72B的激光接合部75D、75E是第二导电体侧连接部的第二导电体侧接合部的一例。
金属板70C是层叠于第二金属板的第三金属板的一例,第一连接部71C是第三金属板的第三元件侧连接部的一例,第二连接部72C是第三金属板的第三导电体侧连接部的一例,连结部73C是第三连结部的一例。形成于第一连接部71C的激光接合部74F是第三元件侧连接部的第三元件侧接合部的一例,形成于第二连接部72C的激光接合部75F是第三导电体侧连接部的第三导电体侧接合部的一例。
(制造方法)
其次,参照图24~图27,关于本实施方式的半导体装置1A的制造方法进行说明。在以下的说明中,半导体装置1A的标注符号的各构成要素表示图1~图23的半导体装置1A的各构成要素。
如图24所示,半导体装置1A的制造方法具有支撑基板准备工序(步骤S1)、元件安装工序(步骤S2)、接合工序(步骤S3)、丝线形成工序(步骤S4)以及密封工序(步骤S5)。在本实施方式中,通过以支撑基板准备工序、元件安装工序、接合工序、丝线形成工序以及密封工序的顺序实施,制造半导体装置1A。
在支撑基板准备工序中,准备支撑基板40(参照图2)。具体的说,首先在绝缘基板41上使导电部件42A以及导电部件42B相互离开地接合。并且,在导电部件42A、42B上接合一对绝缘层43A、43B以及多个支撑座29。并且,在一对绝缘层43A、43B上接合一对栅极层44A、44B以及一对检测层45A、45B。
在元件安装工序中,在导电部件42A上安装第一半导体元件30U,在导电部件42B上安装第二半导体元件30L。具体的说,在导电部件42A中的第一半导体元件30U的安装区域上涂敷银浆,在导电部件42B中的第二半导体元件30L的安装区域上涂敷银浆。作为该涂敷方法,能举出如使用掩膜的网板印刷。并且,在导电部件42A中的第一半导体元件30U的安装区域上接合第一半导体元件30U的元件背面32,在导电部件42B中的第二半导体元件30L的安装区域上接合第二半导体元件30L的元件背面32。并且,关于第一半导体元件30U以及第二半导体元件30L的安装,代替银浆可以使用焊锡等的导电性接合件。
接合工序包括第一接合工序(步骤S31)、第二接合工序(步骤S32)、及第三接合工序(步骤S33)。
第一接合工序是在支撑基板40上接合输入引线21、22以及输出引线23的工序。在本实施方式中,首先,在导电部件42A的主面42sa上接合输入引线21。作为该接合方法,例如能举出由超声波焊接进行的接合或由激光焊接进行的接合。其次,在输入引线21上安装绝缘部件28。其次,在绝缘部件28上安装输入引线22。由此,绝缘部件28在厚度方向Z上被输入引线21与输入引线22夹持。另外,输入引线22的多个延长部22c分别载置于支撑座29。其次,在导电部件42B上接合输出引线23。作为该接合方法能举出如由超声波焊接进行的接合或由激光焊接进行的接合。并且,在导电部件42A上接合输入引线21、22的工序、在导电部件42B上接合输出引线23的工序的顺序可任意变更。
第二接合工序包括准备用于形成一对控制引线24A、24B、一对检测引线25A、25B、多个仿真引线26以及一对侧方引线27A、27B的引线架的第一工序、在支撑基板40上接合侧方引线27A、27B的第二工序。
在第一工序中,准备连接一对控制引线24A、24B、一对检测引线25A、25B、多个仿真引线26以及一对侧方引线27A、27B的引线架。在引线架中,各引线24A、24B、25A、25B、26的端子部24b、25b、26b在折弯为L字状之前的状态下形成。
在第二工序中,在导电部件42A的主面42sa上接合连接于引线架的侧方引线27A,在导电部件42B的主面42sb上接合连接于引线架的侧方引线27B。作为这些的接合方法,例如能举出由超声波焊接进行的接合或由激光焊接进行的接合。
第三接合工序是在多个第一半导体元件30U与输入引线22的多个延长部22c上接合多个第一驱动用引线60的工序、及在多个第二半导体元件30L与导电部件42B上接合多个第二驱动用引线70的工序。第一驱动用引线60与第一半导体元件30U的接合方法、第一驱动用引线60与延长部22c的接合方法、第二驱动用引线70与第二半导体元件30L的接合方法、及第二驱动用引线70与导电部件42B的接合方法互相相同。因此,关于第一驱动用引线60与第一半导体元件30U的接合方法详细地说明,省略其他接合的说明。
如图25~图27所示,使用接合装置200,在第一驱动用引线60与第一半导体元件30U的源电极33上接合第一驱动用引线60。接合装置200具备供给金属板的引线供给部210、用于进行激光焊接的激光照射部220。在本实施方式中,在引线供给部210的内部设置激光照射部220。引线供给部210以及激光照射部220以分别独立并可在横方向X、纵方向Y以及厚度方向Z上移动的方式构成。
第一驱动用引线60中的第三接合工序依次经过驱动电极连接工序、第一连结部形成工序以及导电体连接工序形成金属板60A。
图25表示驱动电极连接工序。驱动电极连接工序是在第一半导体元件30U的源电极33上连接第一驱动用引线60的金属板60A的第一连接部61A的工序。
如图25所示,引线供给部210向第一半导体元件30U的源电极33供给金属制的带状材料230、且在横方向X上移动。带状材料230例如是Cu(铜)。激光照射部220在厚度方向Z上从与源电极33侧的相反侧对载置在源电极33上的带状材料230照射激光。激光沿纵方向Y对带状材料230进行扫描,一直线状地照射。由此,形成接合源电极33和带状材料230的激光接合部64A、64B、64C。详细的说,引线供给部210以在源电极33上载置能够形成激光接合部64A的横方向X的长度的带状材料230的方式在横方向X上移动。并且,在停止引线供给部210向横方向X的移动之后,激光照射部220对源电极33上的带状材料230照射激光。由此,形成激光接合部64A。其次,引线供给部210以使源电极33上的带状材料230的横方向X的长度为能够形成激光接合部64B的横方向X的长度的方式供给带状材料230且向横方向X移动。并且,在停止引线供给部210向横方向X的移动之后,激光照射部220对源电极33上的带状材料230照射激光。由此,形成激光接合部64B。其次,引线供给部210以使源电极33上的带状材料230的横方向X的长度为能够形成激光接合部64C的横方向X的长度的方式供给带状材料230且向横方向X移动。并且,在停止引线供给部210向横方向X的移动之后,激光照射部220对源电极33上的带状材料230照射激光。由此,形成激光接合部64C。经过以上工序,在源电极33上形成金属板60A的第一连接部61A,第一连接部61A与源电极33接合。
在第一连结部形成工序中,是形成金属板60A的连结部63A的工序。具体的说,引线供给部210以供给带状材料230、且在厚度方向Z上从第一半导体元件30U离开的方式移动。由此,形成金属板60A的第一垂直部66A。并且,引线供给部210以供给带状材料230、且沿横方向X从第一半导体元件30U离开的方式移动。由此,形成金属板60A的水平部68A。并且,引线供给部210供给带状材料230、且在厚度方向Z上向延长部22c移动。由此,形成金属板60A的第二垂直部67A。
导电体连接工序是将金属板60A的第二连接部62A连接于作为驱动用导电体的输入引线22的延长部22c的主面22cs的工序。具体的说,引线供给部210供给引线材料230、且向横方向X上移动。因此,在延长部22c的主面22cs上载置带状材料230。并且,激光照射部220向载置在延长部22c上的带状材料230照射激光。接合装置200与第一连接部61A相同,通过重复向延长部22c的带状材料230的供给与由激光进行的接合,在带状材料230上形成激光接合部65A、65B、65C。并且,引线供给部210切断带状材料230。由此,形成金属板60A的第二连接部62A。即,金属板60A与第二半导体元件30L的源电极33和输入引线22的延长部22c的主面22cs接合。
其次,在第一驱动用引线60中的第三接合工序中,依次经过第一元件侧层叠工序、第二连结部形成工序以及第一导电体侧层叠工序形成金属板60A。即,导电体连接工序在驱动电极连接工序之后、且在第一元件侧层叠工序之前进行。
图26表示第一元件侧层叠工序。第一元件侧层叠工序是以在金属板60A的第一连接部61A上层叠第一驱动用引线60的金属板60B的第一连接部61B的状态连接于第一连接部61A的工序。
如图26所示,引线供给部210向金属板60A的第一连接部61A供给带状材料230、且向横方向X移动。激光照射部220在厚度方向Z上从与第一连接部61A相反侧对载置在第一连接部61A上的带状材料230照射激光。激光沿纵方向Y对带状材料230进行扫描且一直线状地照射。由此,形成将第一连接部61A与带状材料230接合的激光接合部64D、64E。详细的说,引线供给部210首先向相对于第一连接部61A的前端缘向横方向X偏离的位置供给带状材料230、且向横方向X移动。并且,在引线供给部210在带状材料230上移动至成为可形成激光接合部64D的横方向X的长度时停止引线供给部210向横方向X的移动。并且,激光照射部220对第一连接部61A上的带状材料230照射激光。由此,形成激光接合部64D。其次,引线供给部210以使第一连接部61A上的带状材料230的横方向X的长度为可形成激光接合部64E的横方向X的长度的方式供给带状材料230且在横方向X上移动。并且,在停止引线供给部210向横方向X的移动之后,激光照射部220对第一连接部61A上的带状材料230照射激光。由此,形成激光接合部64E。经过以上工序,在第一连接部61A上形成金属板60B的第一连接部61B,第一连接部61B与第一连接部61A接合。
第二连结部形成工序是形成金属板60B的连结部63B的工序。具体的说,引线供给部210以从横方向X接触金属板60A的第一垂直部66A的方式供给带状材料230、且以在厚度方向Z上从第一半导体元件30U离开的方式移动。由此,形成金属板60B的第一垂直部66B。并且,引线供给部210以从厚度方向Z接触金属板60A的水平部68A的方式供给带状材料230、且以在横方向X上从第一半导体元件30U离开的方式形成。由此,形成金属板60B的水平部68C。并且,引线供给部210以从横方向X接触金属板60A的第二垂直部67A的方式供给带状材料230、且在厚度方向Z上向延长部22c移动。由此,形成金属板60B的第二垂直部67B。
第一导电体侧层叠工序是在金属板60A的第二连接部62A上层叠第一驱动用引线60的金属板60B的第二连接部62B的状态下连接于第二连接部62A的工序。具体的说,引线供给部210供给引线材料230、且向横方向X移动。由此,在第二连接部62A上载置带状材料230。并且,激光照射部220对载置在第二连接部62A上的带状材料230照射激光。接合装置200与第二连接部62A相同,通过重复向第二连接部62A的带状材料230的供给与由激光进行的接合,在带状材料230上形成激光接合部65D、65E。并且,引线供给部210切断带状材料230。由此,形成金属板60B的第二连接部62B。即,金属板60B层叠于金属板60A、且与金属板60A的第一连接部61A和第二连接部62A接合。
其次,在第一驱动用引线60中的第三接合工序中,依次经过第二元件侧层叠工序、第三连结部形成工序以及第二导电体侧层叠工序形成金属板60A。即,第一导电体侧层叠工序在第一元件侧层叠工序之后、且第二元件侧层叠工序之前进行。
图27表示第二元件侧层叠工序。第二元件侧层叠工序是在金属板60B的第一连接部61B上层叠第一驱动用引线60的金属板60C的第一连接部61C的状态下连接于第一连接部61B的工序。
如图27所示,引线供给部210向金属板60B的第一连接部61B上供给带状材料230、且向横方向X移动。激光照射部220在厚度方向Z上从与第一连接部61B相反侧向载置在第一连接部61B上的带状材料230照射激光。激光沿纵方向Y对带状材料230进行扫描而一直线状地照射。由此,形成接合第一连接部61B和带状材料230的激光接合部64F。详细的说,引线供给部210首先向相对于第一连接部61B的前端缘向横方向X偏离的位置供给带状材料230且向横方向X移动。并且,在引线供给部210移动在带状材料230上移动至成为可在带状材料230上形成激光接合部64F的横方向X的长度时停止引线供给部210向横方向X的移动。并且,激光照射部220对第一连接部61B上的带状材料230照射激光。由此,形成激光接合部64F。其次,引线供给部210在使第一连接部61A的带状材料230的横方向X的长度为与第一连接部61C的横方向X的长度相同的长度之前供给带状材料230、且向横方向X移动。由此,形成金属板60C的第一连接部61C。
第三连结部形成工序是形成金属板60C的连结部63C的工序。具体的说,引线供给部210以从横方向X接触金属板60B的第一垂直部66B的方式供给带状材料230、且以在厚度方向Z上从第一半导体元件30U离开的方式移动。由此,形成金属板60C的第一垂直部66C。并且,引线供给部210以从厚度方向Z接触金属板60B的水平部68B的方式供给带状材料230、且以在横方向X上从第一半导体元件30U离开的方式移动。由此,形成金属板60C的水平部68C。并且,引线供给部210以从横方向X接触金属板60B的第二垂直部67B的方式供给带状材料230、且在厚度方向Z上向延长部22c移动。由此,形成金属板60C的第二垂直部67C。
第二导电体侧层叠工序是在金属板60B的第二连接部62B上层叠第一驱动用引线60的金属板60C的第二连接部62C的状态下连接于第二连接部62B的工序。具体的说,引线供给部210供给带状材料230、且向横方向X移动。由此,在第二连接部62B上载置带状材料230。并且,激光照射部220向载置在第二连接部62B上的带状材料230照射激光。由此,在带状材料230上形成激光接合部65F。并且,引线供给部210在第二连接部62B上的带状材料230的横方向X的长度成为第二连接部62C的横方向X的长度之前供给带状材料230、且向横方向X移动。然后,切断带状材料230。由此,形成金属板60C的第二连接部62C。即,金属板60C层叠于金属板60B、且与金属板60B的第一连接部61B和第二连接部62B接合。经过以上的工序,形成第一驱动用引线60。
在第三接合工序中,与第一驱动用引线60的形成相同,形成第二驱动用引线70。叙述概要,通过接合装置200形成将第一半导体元件30U的源电极33与导电部件42B的主面42sb接合的金属板70A。其次,层叠于金属板70A,形成分别接合于金属板70A的第一连接部71A和第二连接部72A的金属板70B。最后,层叠于金属板70B,形成分别接合于金属板70B的第一连接部71B与第二连接部72B的金属板70C。
丝线形成工序是通过各丝线51~58连接栅极层44A、44B以及检测层45A、45B、多个半导体元件30、控制引线24A、24B以及检测引线25A、25B的工序。换而言之,连接工序是形成各丝线51~58的工序。各丝线51~58通过丝线接合而形成。
在丝线形成工序中,首先,形成连接多个第一半导体元件30U的栅电极34与栅极层44A的多个第一控制用丝线51、连接多个第二半导体元件30L的栅电极34与栅极层44B的多个第二控制用丝线52。其次,形成连接多个第一半导体元件30U的源电极33与检测层45的多个第一检测用丝线55、连接多个第二半导体元件30L的源电极33与检测层45B的多个第二检测用丝线56。其次,形成连接栅极层44A与控制引线24A的第一连接用丝线53、连接栅极层44B与控制引线24B的第二连接用丝线57。最后,形成连接检测层45A与检测引线25A的第一连接用丝线54、连接检测层45B与检测引线25B的第二连接用丝线58。并且,各丝线51~58的形成顺序并不限于上述顺序,可任意变更。
在密封工序中,例如通过使用黑色的环氧树脂的传递模塑成型形成密封树脂10。在本实施方式中,以覆盖输入引线21、22的一部分、输出引线23的一部分、一对控制引线24A、24B的一部分、一对检测引线25A、25B的一部分、多个仿真引线26的一部分、多个半导体元件30、支撑基板40中的绝缘基板41的基板背面41b以外的部分、各丝线51~58、多个第一驱动用引线60以及多个第二驱动用引线70的方式形成密封树脂10。从形成的密封树脂10中露出输入引线21、22的端子部21b、22b、输出引线23的端子部23b、控制引线24A、24B的端子部24b、检测引线25A、25B的端子部25b、多个仿真引线26的端子部26b、及绝缘基板41的基板背面41b。
然后,通过从引线架中切断多个引线20的不需要的部分并折弯控制引线24A、24B、检测引线25A、25B以及多个仿真引线26制造半导体装置1A。并且,上述制造方法是半导体装置的制造方法的一例,但不限于此,可以适当替换顺序。
(作用)
关于本实施方式的半导体装置1A的作用进行说明。
近年来,进行通过SiC等可供给大电流的半导体元件的开发。
另一方面,难说作为半导体装置整体、即半导体装置中的除半导体元件以外的部件与半导体元件同样地与大电流化对应。尤其在从半导体元件至端子之间的连接线的大电流化上具有改善的余地。
图28以及图29是对于这样的大电流化具有改善余地的比较例的半导体装置的结构。图28表示第一比较例的半导体装置300中的3个驱动用引线310与半导体元件30的接合结构。图29表示第二比较例的半导体装置400中的4个驱动用引线410与半导体元件30的接合结构。
如图28所示,半导体装置300中的驱动用引线310与半导体元件30的源电极33接合。驱动用引线310具有一对第一驱动用引线311、312以及第二驱动用引线313。第一驱动用引线311、312以及第二驱动用引线313分别由一张金属板形成。俯视下的第一驱动用引线311、312以及第二驱动用引线313的形状分别是在横方向X上延伸的带状。一对第一驱动用引线311、312以在纵方向Y上互相相邻的方式配置。第二驱动用引线313从厚度方向Z观察以与第一驱动用引线312重合的方式配置。第二驱动用引线313相比于第一驱动用引线312位于厚度方向Z的半导体元件30侧。
第一驱动用引线311、312以及第二驱动用引线313分别通过超声波焊接接合于源电极33。第一驱动用引线311中接合于源电极33的元件侧连接部311A的横方向X的长度、第一驱动用引线312中接合于源电极33的元件侧连接部312A的横方向X的长度以及第二驱动用引线313中接合于源电极33的元件侧连接部313A的横方向X的长度分别比本实施方式的第一驱动用引线60的第一连接部61的横方向X的长度短。因此,在俯视中,相对于源电极33的面积的第一驱动用引线311、312以及第二驱动用引线313的元件侧连接部311A、312A、313A的面积所占的比例小。
为了解决该问题,如图29所示,半导体装置400中的一个驱动用引线410相对于半导体元件30的源电极33在多个位置上接合。如图29所示,各驱动用引线410形成在横方向X上互相离开的4个元件侧连接部411、412、413、414。可是,各驱动用引线410中,元件侧连接部411与元件侧连接部412的横方向X之间的部分、元件侧连接部412与元件侧连接部413的横方向X之间的部分、元件侧连接部413与元件侧连接部414的横方向X之间的部分分别从源电极33在厚度方向Z上离开。这些从源电极33在厚度方向Z上离开的部分是在进行超声波焊接时在横方向X上使构成各驱动用引线410的金属板振动的关系上、不得不形成的部分。因此,在俯视中,相对于源电极33的面积的元件侧连接部411~414的面积所占的比例在俯视中比相对于源电极33的面积的第一驱动用引线311、312以及第二驱动用引线313的元件侧连接部311A、312A、313A的面积所占的比例大,可是还有改善的余地。
而且,在通过超声波焊接在源电极33上接合驱动用引线310、410时,向源电极33施加的负载会变大。通过超声波焊接与源电极33接合的元件侧连接部311A~313A、411~414分别在从纵方向X观察驱动用引线310、410的侧视中为凸凹状。这是由于,在进行超声波焊接时至使金属板组成变形一边推压至源电极33一边施加振动。其结果,元件侧连接部311A~313A、411~414难以成为在厚度方向Z上层叠金属板的结构。即使元件侧连接部311A~313A、411~414能够在厚度方向Z上层叠金属板,元件侧连接部311A~313A、411~414中的在厚度方向Z上相邻的金属板彼此的接触面积也变小。
鉴于这样的情况,在本实施方式中,第一驱动用引线60通过激光焊接与第一半导体元件30U的源电极33接合,第二驱动用引线70通过激光焊接与第二半导体元件30L的源电极33接合。因此,第一驱动用引线60的第一连接部61在其大致整面上与源电极33接触的状态下能够与源电极33接合。因此,能够增大相对于源电极33的面积的第一连接部61(61A)的面积。另外,由激光焊接进行的接合与由超声波焊接进行的接合比较,对源电极33的机械负载小。因此,源电极33难以受到因对源电极33的机械负载而引起的不良影响。
(效果)
根据本实施方式的半导体装置1A,能得到以下效果。
(1-1)第一驱动用引线60具有连接于第二半导体元件30L的金属板60A、及层叠于金属板60A的金属板60B。金属板60A具有连接于第二半导体元件30L的源电极33的第一连接部61A,金属板60B具有连接于第一连接部61A的第一连接部61B。第一连接部61A以及第一连接部61B在厚度方向Z上层叠。根据该结构,能够增大第一驱动用引线60的第一连接部61中的源电极33的接合面积、且利用沿厚度方向Z以及纵方向Y的平面剖切第一驱动用引线60的第一连接部61的截面积变大。因此,能够增大可从第二半导体元件30L的源电极33流入第一驱动用引线60的电流的上限值(容许电流量)。
第二驱动用引线70具有连接于第一半导体元件30U的金属板70A、及层叠于金属板70A的金属板70B。金属板70A具有连接于第一半导体元件30U的源电极33的第一连接部71A,金属板70B具有连接于第一连接部71A的第一连接部71B。第一连接部71A以及第一连接部71B在厚度方向Z上层叠。根据该结构,能够增大第二驱动用引线70的第一连接部71中的截面积,利用沿厚度方向Z以及纵方向Y的平面剖切第二驱动用引线70的第一连接部71的截面积变大。因此,能够增大可从第一半导体元件30U的源电极33流入第二驱动用引线70的电流的上限值(容许电流量)。
(1-2)第一驱动用引线60具有层叠于金属板60B的金属板60C。金属板60C具有连接于金属板60B的第一连接部61B的第一连接部61C。第一连接部61B以及第一连接部61C在厚度方向上层叠。根据该结构,利用沿厚度方向Z以及纵方向Y的平面剖切第一驱动用引线60的第一连接部61的截面积会进一步变大。因此,能够进一步增大从第二半导体元件30L的源电极33向第一驱动用引线60的容许电流量。
第二驱动用引线70具有层叠于金属板70B的金属板70C。金属板70C具有连接于金属板70B的第一连接部71B的第一连接部71C。第一连接部71B以及第一连接部71C在厚度方向Z上层叠。根据该结构,利用沿厚度方向Z以及纵方向Y的平面剖切第二驱动用引线70的第一连接部71的截面积会进一步变大。因此,能够进一步增大从第一半导体元件30U的源电极33向第二驱动用引线70的容许电流量。
(1-3)形成于第一驱动用引线60的第一连接部61A的激光接合部64A、64B、64C从厚度方向Z观察,以与形成于第一连接部61B的激光接合部64D、64E不重合的方式偏离地配置。根据该结构,由于在厚度方向Z上相邻的金属板60A、60B的第一连接部61A、61B的激光接合部64A~64E以外的部分形成为平坦面,因此第一连接部61A与第一连接部61B的接触面积变大。因此,能够使电流从金属板60A向金属板60B顺畅地流动。
形成于第二驱动用引线70的第一连接部71A的激光接合部74A、74B、74C从厚度方向Z观察,以不与形成于第一连接部71B的激光接合部74D、74E重合的方式偏离地配置。根据该结构,由于在厚度方向Z上金属板70A、70B的第一连接部71A、71B的激光接合部74A~74E以外的部分形成为平坦面,第一连接部71A与第一连接部71B的接触面积变大。因此,能够使电流从金属板70A向金属板70B顺畅地流动。
(1-4)形成于第一驱动用引线60的第一连接部61C的激光接合部64F从厚度方向Z观察,以不与形成于第一连接部61B的激光接合部64D、64E重合的方式偏离地配置。根据该结构,由于金属板60B的第一连接部61B的激光接合部64D、64E以外的部分形成为平坦面,因此,在金属板60B的第一连接部61B的平坦面与金属板60C的第一连接部61C接触的状态下通过激光接合部64F接合第一连接部61B、61C彼此。因此,变得容易接合第一连接部61B和第一连接部61C。
形成于第二驱动用引线70的第一连接部71C的激光接合部74F从厚度方向Z观察,以不与形成于第一连接部71B的激光接合部74D、74E重合的方式偏离地配置。根据该结构,由于金属板70B的第一连接部71B的激光接合部74D、74E以外的部分形成为平坦面,因此在金属板70B的第一连接部71B的平坦面与金属板70C的第一连接部71C接触的状态下通过激光接合部74F接合第一连接部71B、71C彼此。因此,变得容易接合第一连接部71B和第一连接部71C。
(1-5)第一驱动用引线60的第一连接部61C的激光接合部64F从厚度方向Z观察,与第一连接部61A的激光接合部64B重合。根据该结构,激光接合部64B从厚度方向Z观察,由于以不与第一连接部61B的激光接合部64D、64E重合的方式偏离地配置,因此,由于使激光接合部64F的位置与激光接合部64B的位置重合,激光接合部64F难以与激光接合部64D、64E重合。
第二驱动用引线70的第一连接部71C的激光接合部74F从厚度方向Z观察,与第一连接部71A的激光接合部74B重合。根据该结构,激光接合部74B从厚度方向Z观察,由于以不与第一连接部71B的激光接合部74D、74E重合的方式偏离地配置,因此,由于使激光接合部74F的位置与激光接合部74B的位置重合,因此,激光接合部74F难以与激光接合部74D、74E重合。
(1-6)金属板60B的第一连接部61B中的激光接合部64D、64E的数量比金属板60A的第一连接部61A中的激光接合部64A、64B、64C的数量少,金属板60C的第一连接部61C中的激光接合部64F的数量比第一连接部61B中的激光接合部64D、64E少。根据该结构,由于激光接合部的数量变少,因此形成激光接合部的工时变少。因此,能够减少第三接合工序的工时。
金属板70B的第一连接部71B中的激光接合部74D、74E的数量比金属板70A的第一连接部71A中的激光接合部74A、74B、74C的数量少,金属板70C的第一连接部71C中的激光接合部74F的数量比第一连接部71B中的激光接合部74D、74E少。根据该结构,由于激光接合部的数量变少,形成激光接合部的工时变少。因此,第三接合工序的工时变少。
(1-7)第一驱动用引线60的金属板60A具有连接于输入引线22的延长部22c的主面22cs的第二连接部62A,金属板60B具有连接于第二连接部62A的第二连接部62B。第二连接部62A以及第二连接部62B在厚度方向Z上层叠。根据该结构,能够增大第一驱动用引线60的第二连接部62中的延长部22c的主面22cs的接合面积、且利用沿厚度方向Z以及纵方向Y的平面剖切第一驱动用引线60的第二连接部62的截面积变大。因此,能够增大可从第一驱动用引线60流入延长部22c的电流的上限值(容许电流量)。
第二驱动用引线70的金属板70A具有连接于导电部件42B的主面42sb的第二连接部72A,金属板70B具有连接于第二连接部72A的第二连接部72B。第二连接部72A以及第二连接部72B在厚度方向Z上层叠。根据该结构,能够增大第二驱动用引线70的第二连接部72中的截面积,利用沿厚度方向Z以及纵方向Y的平面剖切第二连接部72的截面积变大。因此,能够增大可从第二驱动用引线70流入导电部件42B的电流的上限值(容许电流量)。
(1-8)第一驱动用引线60的金属板60C具有连接于金属板60B的第二连接部62B的第二连接部62C。第二连接部62B以及第二连接部62C在厚度方向Z上层叠。根据该结构,利用沿厚度方向Z以及纵方向Y的平面剖切第一驱动用引线60的第二连接部62的截面积进一步变大。因此,能够进一步增大从第一驱动用引线60向延长部22c的容许电流量。
第二驱动用引线70的金属板70C具有连接于金属板70B的第二连接部72B的第二连接部72C。第二连接部72B以及第二连接部72C在厚度方向Z上层叠。根据该结构,利用沿厚度方向Z以及纵方向Y的平面剖切第二驱动用引线70的第二连接部72的截面积进一步变大。因此,能够进一步增大从第二驱动用引线70向导电部件42B的容许电流量。
(1-9)形成于第一驱动用引线60的第二连接部62A的激光接合部65A、65B、65C从厚度方向Z观察,以不与形成于第二连接部62B的激光接合部65D、65E重合的方式偏离地配置。根据该结构,由于在厚度方向Z上相邻的金属板60A、60B的第二连接部62A、62B的激光接合部65A~65E以外的部分形成为平坦面,因此第二连接部62A与第二连接部62B的接触面积变大。因此,能够使电流从金属板60A向金属板60B顺畅地流动。
形成于第二驱动用引线70的第二连接部72A的激光接合部75A、75B、75C从厚度方向Z观察,以不与形成于第二连接部72B的激光接合部75D、75E重合的方式偏离地配置。根据该结构,由于在厚度方向Z上邻接的金属板70A、70B的第二连接部72A、72B的激光接合部75A~75E以外的部分形成为平坦面,因此第二连接部72A与第二连接部72B的接触面积变大。因此,能够使电流从金属板70A向金属板70B顺畅地流动。
(1-10)形成于第一驱动用引线60的第二连接部62C的激光接合部64F从厚度方向Z观察,以不与形成于第二连接部62B的激光接合部65D、65E重合的方式偏离地配置。根据该结构,由于金属板60B的第二连接部62B的激光接合部65D、65E以外的部分形成为平坦面,因此在金属板60B的第二连接部62B的平坦面与金属板60C的第二连接部62C接触的状态下通过激光接合部65F连接第二连接部62B、62C彼此。因此,变得容易接合第二连接部62B与第二连接部62C。
形成于第二驱动用引线70的第二连接部72C的激光接合部75F从厚度方向Z观察,以不与形成于第二连接部72B的激光接合部75D、75E重合的方式偏离地配置。根据该结构,由于金属板70B的第二连接部72B的激光接合部75D、75E以外的部分形成为平坦面,因此在金属板70B的第二连接部72B的平坦面与金属板70C的第二连接部72C接触的状态下通过激光接合部75F接合第二连接部72B、72C彼此。因此,变得容易接合第二连接部72B与第二连接部72C。
(1-11)第一驱动用引线60的第二连接部62C的激光接合部65F从厚度方向Z观察,与第二连接部62A的激光接合部65B重合。根据该结构,激光接合部65B从厚度方向Z观察,由于以不与第二连接部62B的激光接合部65D、65E重合的方式偏离地配置,因此,由于使激光接合部65F的位置与激光接合部65B的位置重合,因此激光接合部65F与激光接合部65D、65E难以重合。
第二驱动用引线70的第二连接部72C的激光接合部75F从厚度方向Z观察,与第二连接部72A的激光接合部75B重合。根据该结构,激光接合部75B从厚度方向Z观察,由于以不与第二连接部72B的激光接合部75D、75E重合的方式偏离地配置,因此激光接合部75F与激光接合部75D、75E难以重合。
(1-12)金属板60B的第二连接部62B中的激光接合部65D、65E的数量比金属板60A的第二连接部62A中的激光接合部65A、65B、65C的数量少,金属板60C的第二连接部62C中的激光接合部65F的数量比第二连接部62B中的激光接合部65D、65E少。根据该结构,由于激光接合部的数量变少,因此形成激光接合部的工时变少。因此,能够减少第三接合工序的工时。
金属板70B的第二连接部72B中的激光接合部75D、75E的数量比金属板70A的第二连接部72A中的激光接合部75A、75B、75C的数量少,金属板70C的第二连接部72C中的激光接合部75F的数量比第二连接部72B中的激光接合部75D、75E少。根据该结构,由于激光接合部的数量变少,因此形成激光接合部的工时变少。因此,能够减少第三接合工序的工时。
(1-13)金属板60A的连结部63A以及金属板60B的连结部63B层叠。因此,由于成为连结部63A与连结部63B接触的状态,因此例如在密封工序中,密封树脂10的一部分难以进入连结部63A与连结部63B之间。因此,能抑制因密封树脂10与金属板60A、60B的热膨胀系数的差而引起以金属板60A与金属板60B离开的方式变形。因此,能够抑制第一驱动用引线60的可靠性的降低。
另外,金属板60B的连结部63B以及金属板60C的连结部63C层叠。因此,由于成为连结部63B与连结部63C接触的状态,例如在密封工序中,密封树脂10的一部分难以进入连结部63B与连结部63C之间。因此,能抑制以因密封树脂10与金属板60B、60C的热膨胀系数的差而引起金属板60B与金属板60C脱离的方式变形。因此,能够抑制第一驱动用引线60的可靠性的降低。
金属板70A的连接部73A以及金属板70B的连结部73B层叠。因此,由于成为连结部73A与连结部73B接触的状态,因此例如在密封工序中,密封树脂10的一部分难以进入连结部73A与连结部73B之间。因此,能够抑制因密封树脂10与金属板70A、70B的热膨胀系数的差而引起以金属板70A与金属板70B离开的方式而变形。因此,能够抑制第二驱动用引线70的可靠性的降低。
另外,金属板70B的连接部73B以及金属板70C的连结部73C层叠。因此,由于成为连结部73B与连结部73C接触的状态,因此例如在密封工序中,密封树脂10的一部分难以进入连结部73B与连结部73C之间。因此,能够抑制因密封树脂10与金属板70B、70C的热膨胀系数的差而引起以金属板70B与金属板70C离开的方式而变形。因此,能够抑制第二驱动用引线70的可靠性的降低。
(1-14)金属板60A的第一连接部61A通过激光加工(激光焊接)与第二半导体元件30L的源电极33接合。根据该结构,例如与第一连接部61A通过超声波焊接与源电极33接合的情况比较,在第一连接部61A与源电极33接合的情况下向源电极33施加的负载小。因此,能够降低第二半导体元件30L的可靠性的降低。
而且,例如与第一连接部61A通过超声波焊接与源电极33接合的情况比较,第二半导体元件30L的源电极33与第一连接部61A的接触面积变大。因此,能够增大从第二半导体元件30L的源电极33向第一驱动用引线60的容许电流量。
金属板70A的第一连接部71A通过激光加工(激光焊接)与第一半导体元件30U的源电极33接合。根据该结构,例如与第一连接部71A通过超声波焊接与源电极33接合的情况比较,在第一连接部71A与源电极33接合的情况下向源电极33施加的负载小。因此,能够抑制第一半导体元件30U的可靠性的降低。
而且,例如与第一连接部71A通过超声波焊接与源电极33接合的情况比较,第一半导体元件30U的源电极33与第一连接部71A的接触面积变大。因此,能够增大从第一半导体元件30U的源电极33向第二驱动用引线70的容许电流量。
(1-15)金属板60B的第一连接部61B通过激光加工(激光焊接)与第一连接部61A接合。根据该结构,在第一连接部61B与第一连接部61A接合的情况下通过第一连接部61A向第二半导体元件30L的源电极33施加的负载小。因此,能够抑制第二半导体元件30L的可靠性的降低。
而且,例如与第一连接部61B通过超声波焊接与第一连接部61A接合的情况比较,第一连接部61A与第一连接部61B的接触面积变大。因此,能够使电流从第一连接部61A向第一连接部61B顺畅地流动。
金属板70B的第一连接部71B通过激光加工(激光焊接)接合于第一连接部71A。根据该结构,在第一连接部71B接合于第一连接部71A的情况下,通过第一连接部71A向第一半导体元件30U的源电极33施加的负载小。因此,能够抑制第一半导体元件30U的可靠性的降低。
而且,例如与第一连接部71B通过超声波焊接与第一连接部71A接合的情况比较,第一连接部71A与第一连接部71B的接触面积变大。因此,能够使电流从第一连接部71A向第一连接部71B顺畅地流动。
(1-16)金属板60C的第一连接部61C通过激光加工(激光焊接)与第一连接部61B接合。根据该结构,在第一连接部61C与第一连接部61B接合的情况下,通过第一连接部61A、61B向第二半导体元件30L的源电极33施加的负载小。因此,能够抑制第二半导体元件30L的可靠性的降低。
而且,例如与第一连接部61C通过超声波焊接与第一连接部61B接合的情况比较,第一连接部61B与第一连接部61C的接触面积变大。因此,能够使电流从第一连接部61B向第一连接部61C顺畅地流动。
金属板70B的第一连接部71C通过激光加工(激光焊接)与第一连接部71B接合。根据该结构,在第一连接部71C与第一连接部71B接合的情况下,通过第一连接部71A、71B向第一半导体元件30U的源电极33施加的负载小。因此,能够抑制第一半导体元件30U的可靠性的降低。
而且,例如与第一连接部71C通过超声波焊接与第一连接部71B接合的情况比较,第一连接部71B与第一连接部71C的接触面积变大。因此,能够使电流从第一连接部71B向第一连接部71C顺畅地流动。
(1-17)金属板60A的第二连接部62A通过激光加工(激光焊接)与输入引线22的延长部22c的主面cs接合。根据该结构,例如与第二连接部62A通过超声波焊接与延长部22c的主面22cs接合的情况比较,延长部22c的主面22cs与第二连接部62A的接触面积变大。因此,能够增大从第一驱动用引线60向输入引线22的容许电流量。
金属板70A的第二连接部72A通过激光加工(激光焊接)与导电部件42B的主面42sb接合。根据该结构,例如与第二连接部72A通过超声波焊接与导电部件42B的主面42sb接合的情况比较,导电部件42B的主面42sb与第二连接部72A的接触面积变大。因此,能够增大从第二驱动用引线70向导电部件42B的容许电流量。
(1-18)金属板60B的第二连接部62B通过激光加工(激光焊接)与第二连接部62A接合。根据该结构,例如与第二连接部62B通过超声波焊接与第二连接部62A接合的情况比较,第二连接部62A与第二连接部62B的接触面积变大。因此,能够使电流从第二连接部62B向第二连接部62A顺畅地流动。
金属板70B的第二连接部72B通过激光加工(激光焊接)与第二连接部72A接合。根据该结构,例如与第二连接部72B通过超声波焊接与第二连接部72A接合的情况比较,第二连接部72A与第二连接部72B的接触面积变大。因此,能够使电流从第二连接部72B向第二连接部72A顺畅地流动。
(1-19)金属板60C的第二连接部62C通过激光加工(激光焊接)与第二连接部62B接合。根据该结构,例如与第二连接部62C通过超声波焊接与第二连接部62B接合的情况比较,第二连接部62B与第二连接部62C的接触面积变大。因此,能够使电流从第二连接部62C向第二连接部62B顺畅地流动。
金属板70B的第二连接部72C通过激光加工(激光焊接)与第二连接部72B接合。根据该结构,例如与第二连接部72C通过超声波焊接与第二连接部72B接合的情况比较,第二连接部72B与第二连接部72C的接触面积变大。因此,能够使电流从第二连接部72C向第二连接部72B顺畅地流动。
(1-20)检测层45A、45B在横方向X上配置于比栅极层44A、44B靠半导体元件30。根据该结构,由于能够缩短半导体元件30的源电极33与检测层45A、45B之间的距离,因此能够分别缩短第一检测用丝线55以及第二检测用丝线56。因此,能够减少因第一检测用丝线55以及第二检测用丝线56引起的电感。
[第二实施方式]
参照图30~图32,关于第二实施方式的半导体装置1B进行说明。在本实施方式中,与第一实施方式的半导体装置1A比较,省略输入引线22的结构、及第一驱动用引线60的方面不同。在以下的说明中,在与第一实施方式的半导体装置1A共通的构成元件中标注同一符号,省略其说明。
如图30以及图31所示,输入引线22与第一实施方式相同,具有垫部22a、端子部22b、多个延长部22c、连结部22d以及中间部22e。本实施方式的输入引线22与第一实施方式的输入引线22比较,多个延长部22c的形状不同。
如图32(a)所示,多个延长部22c在横方向X上比支撑座29向第二半导体元件30L延伸。各延长部22c从厚度方向Z观察,以与第二半导体元件30L的源电极33重合的方式形成。如图32(b)所示,在各延长部22c中在厚度方向Z上与第二半导体元件30L对置的前端部设置有在厚度方向Z上延伸的连接部22g。连接部22g与各延长部22c一体形成。通过各连接部22g消除延长部22c与第二半导体元件30L的厚度方向Z上的高低差。连接部22g与第二半导体元件30L的源电极33接合。如此,由于输入引线22直接与第二半导体元件30L连接,因此不需要第一驱动用引线60。并且,连接部22g可以与延长部22c形成为不同个体。
在本实施方式的半导体装置1B的制造方法中,与第一实施方式的半导体装置1A的制造方法比较,第一接合工序中的输入引线22的接合方法、从第三接合工序中省略由第一驱动引线60进行的第二半导体元件30L的源电极33及延长部22c的接合工序的方面不同。
在第一接合工序中,首先,在导电部件42A的主面42sa上接合输入引线21。作为该接合方法,例如能举出由超声波焊接进行的接合或通过激光焊接进行的接合。其次,在输入引线21上安装绝缘部件28。其次,在绝缘部件28上安装输入引线22。由此,绝缘部件28在厚度方向Z上被输入引线21与输入引线22夹持。另外,输入引线22的多个延长部22c分别载置于支撑座29。另外,设置于各延长部22c的前端部的连接部22g载置在第二半导体元件30L的源电极33上。并且,例如通过超声波焊接在源电极33上接合连接部22g。并且,在连接部22g与延长部22c形成为不同个体的情况下,例如在第二半导体元件30L的源电极33上接合连接部22g之后,将连接部22g与延长部22c接合。另外,该接合的顺序可任意变更。在延长部22c上接合连接部22g之后,可以在源电极33上接合连接部22g。
根据本实施方式的半导体装置1B,除了第一实施方式的效果之外还能得到以下的效果。
(2-1)由于输入引线22的多个延长部22c直接接合于第二半导体元件30L的源电极33,即,由于省略第一驱动用引线60,因此,半导体装置1B的部件个数变少。另外,由于用于延长部22c与第二半导体元件30L的源电极33的接合的工时比用于第一驱动用引线60与第二半导体元件30L的源电极33的接合的工时少,因此能够减少第三接合工序的工时。
[第三实施方式]
参照图33,关于第三实施方式的半导体装置1C进行说明。在本实施方式的半导体装置1C中,与第一实施方式的半导体装置1A比较,密封树脂10的形状不同。在以下的说明中,对与半导体装置1A相同的构成元件标注同一符号,存在省略其说明的情况。
如图33所示,本实施方式的密封树脂10C与第一实施方式的密封树脂10比较,纵方向Y的两端部在横方向X上延伸。密封树脂10C的横方向X的长度LX1比横方向X上的连结绝缘部件28的前端部与输出引线23的前端部的长度LX2长。如此,密封树脂10C以覆盖输入引线21的端子部21b(图33中省略图示)的一部分、输入引线22的端子部22b的一部分、绝缘部件28的一部分的方式构成。
在密封树脂10C上设置有使输入引线21、22的一部分以及绝缘部件28的一部分露出的第一凹部19A、使输出引线23的一部分露出的第二凹部19B。第一凹部19A以及第二凹部19B以在厚度方向Z上贯通密封树脂10C的方式形成。第一凹部19A设置于密封树脂10C中的第一树脂侧面11侧的部分,在横方向X上从第一树脂侧面11向第二树脂侧面12凹陷。第二凹部19B设置于密封树脂10C中的第二树脂侧面12侧的部分,在横方向X上从第二树脂侧面12向第一树脂侧面11凹陷。
根据本实施方式,除了第一实施方式的效果,还能得到以下的效果。
(3-1)通过密封树脂10C覆盖输入引线21的端子部21b的一部分、输入引线22的端子部22b的一部分、绝缘部件28的一部分,能够保护从半导体装置1A的密封树脂10突出的端子部21b、22b以及绝缘部件28。
[第四实施方式]
参照图34以及图35,关于第四实施方式的半导体装置1D进行说明。在本实施方式的半导体装置1D中,与第一实施方式的半导体装置1A比较,支撑基板的结构不同。在以下的说明中,在与半导体装置1A相同的构成元件中标注同一符号,存在省略其说明的情况。
本实施方式的支撑基板40D是例如被称为DBC(Direct Bonded Copper)基板的构造体。并且,代替DBC也可以使用被称为DBA(Direct Bonded Aluminum)基板的构造体。支撑基板40D的至少一部分被未图示的密封树脂10覆盖。支撑基板40D具备绝缘基板46、主面金属层47、及背面金属层48。
绝缘基板46具备电绝缘性。绝缘基板46的构成材料与绝缘基板41相同,是陶瓷。并且,绝缘基板46可以使用绝缘树脂薄板。绝缘基板46被未图示的密封树脂10覆盖。绝缘基板46具有在厚度方向Z上互相朝向相反侧的基板主面46a以及基板背面46b。
主面金属层47以覆盖基板主面46a的一部分的方式形成。主面金属层47的构成材料是铜。并且,在支撑基板40D是DBA的情况下,主面金属层47的构成材料是铝。主面金属层47被未图示的密封树脂10覆盖。主面金属层47例如通过蚀刻法印刻图形,包括互相离开的多个图案电极47A~47E。
俯视下的图案电极47A的形状是L字状。在图案电极47A上通过如银浆导通接合多个第一半导体元件30U。图案电极47A与作为各第一半导体元件30U的背面侧电极的漏电极35导通。在图案电极47A上连接未图示的P端子(与输入引线21对应)。该P端子的一部分从未图示的密封树脂10露出。
俯视下的图案电极47B的形状是L字状。图案电极47B以在纵方向Y上与图案电极47A相邻的方式配置。图案电极47B的L字的朝向与图案电极47A的L字的朝向相反。在图案电极47B上通过如银浆导通接合多个第二半导体元件30L。图案电极47B与作为各第二半导体元件30L的背面侧电极的漏电极35导通。在图案电极47B上连接未图示的输出端子(与输出引线23对应)。该输出端子的一部分从未图示的密封树脂10露出。
俯视下的图案电极47C的形状是大致T字状。图案电极47C以相对于图案电极47B位于与图案电极47A为纵方向Y的相反侧且与图案电极47B相邻的方式配置。在图案电极47C上连接未图示的N端子(与输入引线22对应)。该N端子的一部分从未图示的密封树脂10露出。
一对图案电极47D配置于支撑基板40D的纵方向Y的两端部。俯视下的各图案电极47D的形状是在横方向X上延伸的大致直线状。一个图案电极47D以在纵方向Y上位于相对于图案电极47A为与图案电极47B相反侧且与图案电极47A相邻的方式配置。另一个图案电极47D以在纵方向Y上位于相对于图案电极47C为与图案电极47B相反侧且与图案电极47C相邻的方式配置。一个图案电极47D通过未图示的第一控制用丝线与各第一半导体元件30U的栅电极34导通。另一个图案电极47D通过未图示的第二控制用丝线与各第二半导体元件30L的栅电极34导通。在一对图案电极47D上分别连接未图示的栅极端子(与控制引线24A、24B对应)。栅极端子的一部分从未图示的密封树脂10露出。
一对图案电极47E配置于支撑基板40D的纵方向Y的两端部。俯视下的各图案电极47E的形状是在横方向X上延伸的直线状。一个图案电极47E以在纵方向Y中上位于相对于一个图案电极47D为与图案电极47A相反侧且与图案电极47D相邻的方式配置。另一个图案电极47E以在纵方向Y上位于相对于另一个图案电极47D为与图案电极47C相反侧且与图案电极47D相邻的方式配置。一个图案电极47E通过未图示的第一检测用丝线与各第一半导体元件30U的源电极33导通。另一个图案电极47E通过未图示的第二检测用丝线与各第二半导体元件30L的源电极33导通。在一对图案电极47E上分别连接未图示的检测端子(与检测引线25A、25B对应)。检测端子的一部分从未图示的密封树脂10露出。
背面金属层48以覆盖绝缘基板46的基板背面46b的至少一部分的方式形成。背面金属层48的构成材料是铜。并且,在支撑基板40D是DBA的情况下,背面金属层48的构成材料是铝。背面金属层48既可以被未图示的密封树脂10覆盖,也可以朝向厚度方向Z的面从密封树脂10露出。
半导体装置1D具备多个第一驱动用引线80以及多个第二驱动用引线90。第一驱动用引线80连接第一半导体元件30U的源电极33和图案电极47B。因此,图案电极47B是驱动用导电体的一例。第一驱动用引线80的个数根据第一半导体元件30U的个数确定。第二驱动用引线90连接第二半导体元件30L的源电极33和图案电极47C。因此,图案电极47C是驱动用导电体的一例。第二驱动用引线90的个数根据第二半导体元件30L的个数确定。
如图34以及图35所示,第一驱动用引线80以及第二驱动用引线90的结构与第一实施方式的第一驱动用引线60以及第二驱动用引线70的结构相同。即,第一驱动用引线80通过在厚度方向Z上层叠金属板80A、80B、80C而构成,具有第一连接部81、第二连接部82以及连结部83。第二驱动用引线90通过在厚度方向Z上层叠金属板90A、90B、90C而构成,具有第一连接部91、第二连接部92以及连结部93。另外,在本实施方式中,在从横方向X观察的侧视中,第一驱动用引线80的形状与第二驱动用引线90的形状互相相等。并且,侧视中的第一驱动用引线80的形状以及第二驱动用引线90的形状分别可任意变更。例如,侧视中的第一驱动用引线80的形状与第二驱动用引线90的形状可以互不相同。
第一驱动用引线80的第一连接部81通过激光焊接与第一半导体元件30U的源电极33接合。第一连接部81中的与第一半导体元件30U的源电极33的接合结构与第二驱动用引线70的第一连接部71中的与第二半导体元件30L的源电极33的接合结构相同。另外,第一连接部81中的金属板80A与金属板80B的由激光焊接进行的接合结构与第一连接部71中的金属板70A与金属板70B的由激光焊接进行的接合结构、及金属板70B与金属板70C的由激光焊接进行的接合结构相同。
第一驱动用引线80的第二连接部82通过激光焊接与图案电极47B接合。第二连接部82中的与图案电极47B的接合结构与第二驱动用引线70的第二连接部72中的与导电部件42B的接合结构相同。另外,第二连接部82中的金属板80A与金属板80B的由激光焊接进行的接合结构、及金属板80B与金属板80C的由激光焊接进行的接合结构与第二连接部72中的金属板70A与金属板70B的由激光焊接进行的接合结构、及金属板70B与金属板70C的由激光焊接进行的接合结构相同。
从横方向X观察第一驱动用引线80的侧视中的第一驱动用引线80的连结部83的形状与从纵向Y观察第二驱动用引线70的侧视中的第二驱动用引线70的连结部73的形状相同。
第二驱动用引线90的第一连接部91通过激光焊接与第二半导体元件30L的源电极33接合。第一连接部91中的与第二半导体元件30L的源电极33的接合结构与第一驱动用引线80的第一连接部81中的与第一半导体元件30U的源电极33的接合结构相同。另外,第一连接部91中的金属板90A与金属板90B的由激光焊接进行的接合结构、及金属板90B与金属板90C的由激光焊接进行的接合结构与第一连接部81中的金属板80A与金属板80B的由激光焊接进行的接合结构、及金属板80B与金属板80C的由激光焊接进行的接合结构相同。
第二驱动用引线90的第二连接部92通过激光焊接与图案电极47C接合。第二连接部92中的与图案电极47C的接合结构与第一驱动用引线80的第二连接部82中的与图案电极47B的接合结构相同。另外,第二连接部92中的金属板90A与金属板90B的由激光焊接进行的接合结构、及金属板90B与金属板90C的由激光焊接进行的连接结构与第二连接部82中的金属板80A与金属板80B的由激光焊接进行的接合结构、及金属板80B与金属板80C的由激光焊接进行的接合结构相同。
从横方向X观察第二驱动用引线90的侧视中的第二驱动用引线90的连结部93的形状与从横方向X观察第一驱动用引线80的侧视中的连结部83的形状相同。并且,根据本实施方式的半导体装置1D能得到与第一实施方式的效果相同的效果。
另外,金属板80A、90A是分别连接于半导体元件的第一金属板的一例,第一连接部81A、91A分别是第一金属板的第一元件侧连接部的一例,第二连接部82A、92A分别是第一金属板的第一导电体侧连接部的一例,连结部83A、93A分别是第一连结部的一例。形成于第一连接部81A、91A的激光接合部分别是第一元件侧连接部的第一元件侧接合部的一例,形成于第二连接部82A、92A的激光接合部分别是第一半导体侧连接部的第一导电体侧接合部的一例。
金属板80B、90B分别是层叠于第一金属板的第二金属板的一例,第一连接部81B、91B分别是连接于第一元件侧连接部的第二元件侧连接部的一例,第二连接部82B、92B分别是第二金属板的第二导电体侧连接部的一例,连结部83B、93B分别是第二连结部的一例。形成于第一连接部81B、91B的激光接合部分别是第二元件侧连接部的第二元件侧接合部的一例,形成于第二连接部82B、92B的激光接合部分别是第二导电体侧连接部的第二导电体侧接合部的一例。
金属板80C、90C分别是层叠于第二金属板的第三金属板的一例,第一连接部81C、91C分别是第三金属板的第三元件侧连接部的一例,第二连接部82C、92C分别是第三金属板的第三导电体侧连接部的一例,连接部83C、93C分别是第三连结部的一例。形成于第一连接部81C、91C的激光接合部分别是第三元件侧连接部的第三元件侧接合部的一例,形成于第二连接部82C、92C的激光接合部分别是第三导电体侧连接部的第三导电体侧接合部的一例。
在本实施方式的半导体装置1D的制造方法中,使第三接合工序与第一实施方式的半导体装置1A的第三接合工序不同。在半导体装置1D的制造方法的第三接合工序中,在将金属板80A接合于第一半导体元件30U的源电极33和图案电极47B之后,将金属板90A接合于第二半导体元件30L的源电极33和图案电极47C。其次,在将金属板80B接合于金属板80A之后,将金属板90B接合于金属板90A。最后,在将金属板80C接合于金属板80B之后,将金属板90C接合于金属板90B。在本实施方式中,通过重复三次上述工序,形成3个第一驱动用引线80以及第二驱动用引线90。并且,可以使本实施方式的半导体装置1D的制造方法的第三接合工序为与第一实施方式的半导体装置1A的制造方法的第三接合工序相同的工序。
[第五实施方式]
参照图36以及图37,关于第五实施方式的半导体装置1E进行说明。在本实施方式的半导体装置1E中,与第一实施方式的半导体装置1A比较,为具备一个半导体元件30的分离半导体的方面不同。并且,在本实施方式中,半导体元件30并不限于MOSFET等的开关元件,可以是二极管等的各种半导体元件。在以下的说明中,在与半导体装置1A相同的构成元件中标注相同的符号,存在省略其说明的情况。并且,为了方便,在图36中,用双点划线表示密封树脂10E。
本实施方式的半导体装置1E是具备引线架100、所谓的引线架结构。引线架100的构成材料并不特别限定,例如是铜或铜合金。引线架100具有芯片垫部110以及多个端子部120。
如图36以及图37所示,芯片垫部110是搭载半导体元件30的部分。在本实施方式中,在芯片垫部110上搭载一个半导体元件30。半导体元件30例如通过银浆与芯片垫部110接合。作为半导体元件30的背面侧电极的漏电极35与芯片垫部110导通。本实施方式的半导体元件30还具有形成于元件主面31的检测电极37。在一例中,检测电极37形成于被栅电极34与源电极33包围的区域。
多个端子部120包括驱动端子部120A、控制端子部120B以及检测端子部120C。驱动端子部120A是半导体元件30的源电极电流流经的端子。控制端子部120B是用于向半导体元件30的栅电极34施加栅极电压的端子。检测端子部120C例如是用于检测半导体元件30的温度的端子。
驱动端子部120A具备垫部121以及多个端子部122。在本实施方式中,驱动端子部120A是一体地形成垫部121以及多个端子部122的单一部件。俯视下的垫部121的形状是横方向X为长边方向、纵方向Y为短边方向的大致矩形形状。在厚度方向Z上,垫部121配置于比芯片垫部110靠密封树脂10的树脂顶面15侧。另外,垫部121配置于比半导体元件30的源电极33靠密封树脂10的树脂顶面15侧。多个端子部122在横方向X上以等间距排列。
控制端子部120B具有垫部123以及端子部124。在本实施方式中,控制端子部120B是一体地形成垫部123以及端子部124的单一部件。垫部123以在厚度方向Z上与驱动端子部120A的垫部121对齐的状态在横方向X上空出间隔地配置。控制端子部120B与栅电极34通过控制用丝线131连接。控制用丝线131例如通过引线接合分别连接于控制端子部120B的垫部123与栅电极34。
检测端子部120C具有垫部125以及端子部126。在本实施方式中,检测端子部120C是一体地形成垫部125以及端子部126的单一部件。垫部125以在厚度方向Z上与控制端子部120B的垫部123对齐的状态在横方向X上空出间隔地配置。在本实施方式中,检测端子部120C的形状与控制端子部120B的形状相同。检测端子部120C与检测电极37通过检测用丝线132连接。检测用丝线132例如通过引线接合分别接合于检测端子部120C的垫部125与检测电极37。
密封树脂10E将芯片垫部110的一部分、半导体元件30、各端子部120的一部分、控制用丝线131以及检测用丝线132密封。密封树脂10E使用与构成第一实施方式的密封树脂10的材料相同的材料。在一例中,构成密封树脂10E的材料使用黑色的环氧树脂。
如图37所示,芯片垫部110的背面111从密封树脂10E露出。另外,驱动端子部120A的端子部122、控制端子部120B的端子部124以及检测端子部120C的端子部126分别从密封树脂10E向纵方向Y突出。
半导体装置1E具备驱动用引线140。驱动用引线140连接驱动端子部120A和源电极33。因此,驱动端子部120A是驱动用导电体的一例。驱动用引线140被密封树脂10E密封。
如图37所示,驱动用引线140的结构与第一实施方式的第二驱动用引线70的结构相同。即,驱动用引线140在厚度方向Z上层叠金属板140A、140B、140C而构成,具有第一连接部141、第二连接部142、及连结部143。
驱动用引线140的第一连接部141通过激光焊接与半导体元件30的源电极33接合。第一连接部141中的与半导体元件30的源电极33的接合结构与第二驱动用引线70的第一连接部71中的与第二半导体元件30L的源电极33的接合结构相同。另外,第一连接部141中的金属板140A与金属板140B的由激光焊接进行的接合结构、以及金属板140B与金属板140C的由激光焊接进行的接合结构与第一连接部71中的金属板70A与金属板70B的由激光焊接进行的接合结构、及金属板70B与金属板70C的由激光焊接进行的接合结构相同。
驱动用引线140的第二连接部142通过激光焊接与驱动端子部120A的垫部121接合。第二连接部142中的与垫部121的接合结构与第二驱动用引线70的第二连接部72中的与导电部件42B的接合结构相同。另外,第二连接部142中的金属板140A与金属板140B的由激光焊接进行的接合结构、及金属板140B与金属板140C的由激光焊接进行的接合结构与第二连接部72中的金属板70A与金属板70B的由激光焊接进行的接合结构、及金属板70B与金属板70C的由激光焊接进行的接合结构相同。
从横方向观察驱动用引线140的侧视中的驱动用引线140的连结部143的形状与从纵方向Y观察第二驱动用引线70的侧视中的第二驱动用引线70的连结部73的形状大概相同。并且,根据本实施方式的半导体装置1E,能得到与第一实施方式的半导体装置1A相同的效果。
另外,金属板140A是连接于半导体元件的第一金属板的一例,金属板140A的第一连接部141是第一金属板的第一元件侧连接部的一例,金属板140A的第二连接部142是第一金属板的第一导电体侧连接部的一例,金属板140A的连结部143是第一连结部的一例。形成于金属板140A的第一连接部141的激光接合部是第一元件侧连接部的第一元件侧接合部的一例,形成于金属板140A的第二连接部142的激光接合部是第一导电体侧连接部的第一导电体侧接合部的一例。
金属板140B是层叠于第一金属板的第二金属板的一例,金属板140B的第一连接部141是连接于第一元件侧连接部的第二元件侧连接部的一例,金属板140B的第二连接部142是第二金属板的第二导电体侧连接部的一例,金属板140B的连结部143是第二连结部的一例。形成于金属板140B的第一连接部141的激光接合部是第二元件侧连接部的第二元件侧接合部的一例,形成于金属板140B的第二连接部142的激光接合部是第二导电体侧连接部的第二导电体侧接合部的一例。
金属板140C是层叠于第二金属板的第三金属板的一例,金属板140C的第一连接部141是第三金属板的第三元件侧连接部的一例,金属板140C的第二连接部142是第三金属板的第三导电体侧连接部的一例,金属板140C的连结部143是第三连结部的一例。形成于金属板140C的第一连接部141的激光接合部是第三元件侧连接部的第三元件侧接合部的一例,形成于金属板140C的第二连接部142的激光接合部是第三导电体侧连接部的第三导电体侧接合部的一例。
[各实施方式中共通的变形例]
上述各实施方式是获得本公开的半导体装置以及半导体装置的制造方法的方式的例示,并不意味着限制其方式。本公开的半导体装置以及半导体装置的制造方法获得与上述各实施方式中例示的方式不同的方式。其一例是将上述各实施方式的结构的一部分进行置换、变更、或在上述实施方式中追加新结构的方式。在以下的变更例中,关于与上述各实施方式共通的部分,标注与上述各实施方式相同的符号,省略其说明。
在上述各实施方式中,接合于半导体元件30的源电极33的驱动用引线(第一驱动用引线60、80、第二驱动用引线70、90、及驱动用引线40)的数量可任意变更。例如,使用尺寸比第一实施方式的半导体元件30的尺寸大的半导体元件30、另一方面通过与第一实施方式的带状材料230相同尺寸的带状材料230形成驱动用引线的情况下,能够在半导体元件30的源电极33上连接多个驱动用引线(多个驱动用连接部件)。在该情况下,多个驱动用引线(多个驱动用连接部件)在纵方向Y上排列地配置。作为一例,在图38中举例在第二半导体元件30L的源电极33上连接2个第二驱动用引线70的结构。
如图38所示,在源电极33上通过激光焊接接合2个第二驱动用引线70的第一连接部71。各第一连接部71向源电极33的接合结构分别与第一实施方式的第二驱动用引线70的第一连接部71向源电极33的接合结构相同。另外,图38的各第一连接部71的金属板70A与金属板70B的由激光焊接进行的接合结构、及金属板70B与金属板70C的由激光焊接进行的接合结构与第一实施方式的第二驱动用引线的第一连接部71的金属板70A与金属板70B的由激光焊接进行的结构、及金属板70B与金属板70C的由激光焊接进行的接合结构相同。根据该结构,由于通过共通的带状材料230形成2个第二驱动用引线70,因此与通过不同个体的带状材料形成2个第二驱动用引线70的情况相比较能够使第三接合工序简化。
在上述各实施方式中,驱动用引线(第一驱动用引线60、80、第二驱动用引线70、90、及驱动用引线140)的第一连接部以及第二连接部中的激光接合部的纵方向Y的大小分别可任意变更。
在上述各实施方式中,构成驱动用引线(第一驱动用引线60、80、第二驱动用引线70、90、及驱动用引线140)的第一连接部的多张金属板的前端缘从厚度方向Z观察可以对齐。另外,构成驱动用引线(第一驱动用引线60、80、第二驱动用引线70、90、及驱动用引线140)的第二连接部的多张金属板的前端缘从厚度方向Z观察可以对齐。
在上述各实施方式中,引线供给部210与激光照射部220可以设置为不同个体。在该情况下,引线供给部210与激光照射部220可单独移动。因此,能够提高由激光照射部220形成的激光接合部的俯视下的形状的自由度。
在上述各实施方式中,关于驱动用引线(第一驱动用引线60、80、第二驱动用引线70、90、及驱动用引线140),俯视下的激光接合部的形状可任意变更。在此,例如,使用第一驱动用引线60的第二连接部62关于激光接合部的形状进行说明。
(A)如图39A所示,通过激光焊接形成于金属板60A的第二连接部62A的激光接合部65X、形成于金属板60B的第二连接部62B的激光接合部65Y、及形成于金属板60C的第二连接部62C的激光接合部65Z为同心圆。激光接合部65X的直径比激光接合部65Y的直径以及激光接合部65Z的直径大。激光接合部65Y的直径比激光接合部65Z的直径大。
如图39B所示,金属板60A的第二连接部62A的激光接合部65X从厚度方向Z观察以不与金属板60B的第二连接部62B的激光接合部65Y重合的方式偏离地配置。激光接合部65Y从厚度方向Z观察以不与金属板60C的第二连接部62C的激光接合部65Z重合的方式偏离地配置。
并且,激光接合部65X的直径、激光接合部65Y的直径、及激光接合部65Z的直径可分别任意变更。在一例中,激光接合部65Z的直径可以比激光接合部65Y的直径大。
另外,形成于各第二连接部62A的激光接合部的数量可任意变更。在一例中,在第二连接部62A上可以追加与激光接合部65X为同心圆、具有与激光接合部65Z的直径相同的直径的激光接合部。另外,在第二连接部62A中,激光接合部65X的直径可以变更为与激光接合部65Z相同的直径。在这些情况下,从厚度方向Z观察,激光接合部65X与激光接合部65Z重合。
(B)如图40A所示,形成于金属板60A的第二连接部62A的激光接合部65X、形成于金属板60B的第二连接部62B的激光接合部65Y、及形成于金属板60C的第二连接部62C的激光接合部65Z通过激光焊接形成为互相相似的矩形框状。激光接合部65X的横方向X的大小以及纵方向Y的大小分别比激光接合部65Y的横方向X的大小以及纵方向Y的大小、及激光接合部65Z的横方向X的大小以及纵方向Y的大小更大。激光接合部65Y的横方向X的大小及纵方向Y的大小比激光接合部65Z的横方向X的大小以及纵方向Y的大小更大。因此,在俯视中,激光接合部65X以包围激光接合部65Y以及激光接合部65Z的周围的方式形成。在俯视中,激光接合部65Y以包围激光接合部65Z的周围的方式形成。
如图40B所示,金属板60A的第二连接部62A的激光接合部65X从厚度方向Z观察,以不与金属板60B的第二连接部62B的激光接合部65Y重合的方式偏离地配置。激光接合部65Y从厚度方向Z观察,以不与金属板60C的第二连接部62C的激光接合部65Z重合的方式偏离地配置。
并且,激光接合部65X的横方向X的大小以及纵方向Y的大小分别可任意变更。另外,激光接合部65Y的横方向X的大小以及纵方向Y的大小分别可任意变更。另外,激光接合部65Z的横方向X的大小以及纵方向Y的大小分别可任意变更。在一例中,可以激光接合部65Z的横方向X的大小以及纵方向Y的大小分别比激光接合部65Y的横方向X的大小以及纵方向Y的大小更大。在该情况下,在俯视中,以激光接合部65Z包围激光接合部65Y的周围的方式形成。
另外,形成于各第二连接部62A的激光接合部的数量可任意变更。在一例中,在第二连接部62A中可以追加与激光接合部65Z的横方向X的大小以及纵方向Y的大小相同大小的激光接合部。该激光接合部从厚度方向Z观察,以与激光接合部65X重合的方式形成。另外,可以在第二连接部62A中作为激光接合部65X形成与激光接合部65Z的横方向X的大小以及纵方向Y的大小相同大小的激光接合部。在这些情况下,从厚度方向Z观察,激光接合部65X与激光接合部65Z重合。
(C)如图41(A)所示,通过激光焊接形成于金属板60A的第二连接部62A的激光接合部65X、形成于金属板60B的第二连接部62B的激光接合部65Y、及形成于金属板60C的第二连接部62C的激光接合部65Z分别沿横方向X延伸。
如图41B所示,在第二连接部62A上形成3个激光接合部65X。在第二连接部62B上形成2个激光接合部65Y。在第二连接部62C上形成一个激光接合部65Z。3个激光接合部65X从厚度方向Z观察,以不与2个激光接合部65Y重合的方式偏离地配置。2个激光接合部65Y从厚度方向Z观察,以不与一个激光接合部65Z重合的方式偏离地配置。一个激光接合部65Z从厚度方向Z观察,与三个激光接合部65X中的纵方向Y的中央的激光接合部65X重合。
如图41A以及图41C所示,激光接合部65Z的横方向X的大小比激光接合部65X的横方向X的大小更小。另外,激光接合部65Z的横方向X的大小比激光接合部65Y的横方向X的大小更小。另外,激光接合部65Y的横方向X的大小与激光接合部65X的横方向X的大小相等。在此,激光接合部65Y的横方向X的大小与激光接合部65X的横方向X的大小的差例如是激光接合部65X的横方向X的大小的5%以内,则可以说激光接合部65Y的横方向X的大小与激光接合部65X的横方向X的大小相等。
并且,3个激光接合部65X的横方向X的大小可分别任意变更。另外,2个激光接合部65Y的横方向X的大小可分别任意变更。另外,激光接合部65Z的横方向X的大小可任意变更。在一例中,激光接合部65Z的横方向X的大小可以比激光接合部65Y的横方向X的大小更大。另外,激光接合部65Y的横方向X的大小可以比激光接合部65X的横方向X的大小更大。另外,2个激光接合部65Y的横方向X的大小可以互相不同。另外,3个激光接合部65X的横方向X的大小可以互不相同。
另外,激光接合部65X、65Y、65Z的数量可分别任意变更。在一例中,可以省略3个激光接合部65X中的横方向X的中央部的激光接合部65X。另外,在一例中,激光接合部65Z的数量可以与激光接合部65X的数量相同。在该情况下,例如,从厚度方向Z观察,激光接合部65Z与激光接合部65X重合。由此,各激光接合部65Z从厚度方向Z观察,以不与2个激光接合部65Y重合的方式偏离地配置。
在上述各实施方式中,驱动用引线(第一驱动用引线60、80、第二驱动用引线70、90、及驱动用引线140)的连结部的形状可任意变更。在一例中,驱动用引线的侧视中的连结部的形状可以是弯曲状。在图42中,例示变形例的第二驱动用引线70的结构。第二驱动用引线70的连结部73以连结部73的横方向X的中央部在厚度方向Z上距离支撑基板40最远的方式弯曲。连结部73随着向其横方向X的中央部而在厚度方向Z上从支撑基板40逐渐离开。
在上述各实施方式中,关于构成驱动用引线(第一驱动用引线60、80、第二驱动用引线70、90、及驱动用引线140)的各金属板,可以在相邻的金属板的连结部之间形成间隙。在图43中,关于图42的变形例的第二驱动用引线70的连结部73,例示在金属板70A的连结部73A与金属板70B的连结部73B之间形成有间隙G1、在金属板70B的连结部73B与金属板70C的连结部73C之间形成有间隙G2的结构。在图43中,间隙G1向连结部73A、73B的横方向X的中央部逐渐变大。间隙G2向连结部73B、73C的横方向X的中央部逐渐变大。
图43所示的驱动用引线的连结部以相邻的金属板的连结部为非接触的方式形成,但并不限于此。例如,关于驱动用引线(第一驱动用引线60、80、第二驱动用引线70、90、及驱动用引线140)的连结部,可以是相邻的金属板的连结部局部接触的状态。
在上述各实施方式中,第一驱动用引线60的第一连接部61中的在横方向X上相邻的激光接合部的间距、第二连接部62中的在横方向X上相邻的激光接合部的间距、第二驱动用引线70的第一连接部71中的在横方向X上相邻的激光接合部的间距、及第二连接部72中的在横方向X上相邻的激光接合部的间距可分别任意变更。
在一例中,如图44所示,第二驱动用引线70的第一连接部71A中的激光接合部74A与激光接合部74B的间距PC1、激光接合部74B与激光接合部74C的间距PC2分别比第一实施方式的第二驱动用引线70的间距PC1、PC2(参照图21)大。即,在横方向X上的第一连接部71A的前端部形成激光接合部64A,在第一连接部71A的横方向X的中央部形成激光接合部64B,在横方向X上的第一连接部71A的基端部形成激光接合部64C。另外,第一连接部71B中的激光接合部74D与激光接合部74E的间距PD比第一实施方式的第二驱动用引线70的间距PD(参照图21)大。另外,激光接合部74F形成于横方向X上的第一连接部71C的中央部。
在上述各实施方式中,第一驱动用引线60的第一连接部61中的激光接合部的数量、第二连接部62中的激光接合部的数量、第二驱动用引线70的第一连接部71中的激光接合部的数量、及第二连接部72中的激光接合部的数量可分别任意变更。
在一例中,如图45所示,在第一连接部71A上形成5个激光接合部74A、74B、74C、74G、74H。激光接合部74G、74H在横方向X上形成于比第一连接部71A中的激光接合部74A、74B、74C靠基端(靠连结部73A)。在横方向X上,激光接合部74G与激光接合部74C相邻。在横方向X上,激光接合部74H与激光接合部74G相邻。在横方向X上,激光接合部74A、74B、74C、74G、74H以等间距的方式形成于第一连接部71A。
在第一连接部71B上形成4个激光接合部74D、74E、74I、74J。激光接合部74I、74J在横方向X上形成于比第一连接部71B中的激光接合部74D、74E靠基端(靠连结部73B)。在横方向X上,激光接合部74I与激光接合部74E相邻。在横方向X上,激光接合部74J与激光接合部74I相邻。在横方向X上,激光接合部74D、74E、74I、74J以等间距的方式形成于第一连接部71B。在厚度方向Z上,激光接合部74D、74E、74I、74J以不与激光接合部74A、74B、74C、74G、74H重合的方式偏离地配置。激光接合部74I位于激光接合部74C与激光接合部74G的横方向X之间。激光接合部74J位于激光接合部74G与激光接合部74H的横方向X之间。
在第一连接部71C上形成3个激光接合部74F、74K、74L。激光接合部74K、74L在横方向X上形成于比第一连接部71C中的激光接合部74F靠基端(靠连结部73C)。在横方向X上,激光接合部74K与激光接合部74F相邻。在横方向X上,激光接合部74L与激光接合部74K相邻。在横方向X上,激光接合部74F、74K、74L以等间距的方式形成于第一连接部71C。在厚度方向Z上,激光接合部74F、74K、74L以不与激光接合部74D、74E、74I、74J重合的方式偏离地配置。激光接合部74K位于激光接合部74E与激光接合部74I的横方向X之间。激光接合部74L位于激光接合部74I与激光接合部74J的横方向X之间。另外,在厚度方向Z上,激光接合部74K与第一连接部71A的激光接合部74C重合,激光接合部74L与第一连接部71A的激光接合部74G重合。
在上述各实施方式中,构成驱动用引线(第一驱动用引线60、80、第二驱动用引线70、90、及驱动用引线140)的金属板的张数可任意变更。作为一例,在图46中,表示从图42的变形例的第二驱动用引线70中省略金属板70B、70C的结构。即,在图46中,表示未层叠金属板的第二驱动用引线70的结构。
如图46所示,第二驱动用引线70由金属板70A构成。因此,第二驱动用引线70的第一连接部71由金属板70A的第一连接部71A构成,第二驱动用引线70的第二连接部72由金属板70A的第二连接部72A构成,第二驱动用引线70的连结部73由金属板70A的连结部73A构成。第一连接部71(71A)通过激光焊接接合于第二半导体元件30L的源电极33。在第一连接部71(71A)上形成激光接合部74A、74B、74C。第二连接部72(72A)通过激光焊接接合于导电部件42B。在第二连接部72(72A)上形成激光接合部75A、75B、75C。
在上述各实施方式中,驱动用引线(第一驱动用引线60、80、第二驱动用引线70、90、及驱动用引线140)的第二连接部的结构可任意变更。第二连接部例如可以不是金属板的层叠结构。
[附记]
在以下记载能够从上述各实施方式以及变形例掌握的技术性思想。
(附记1)一种半导体装置,具备具有形成有驱动电极的元件主面的半导体元件、具有朝向与上述元件主面相同方向的驱动用连接表面的驱动用导电体、连接上述驱动电极和上述驱动用导电体连接并通过从作为相对于上述半导体元件的上述元件主面垂直的方向的第一方向观察为带状的金属制薄板形成的驱动用连接部件,上述驱动用连接部件具有连接于上述驱动电极的元件侧连接部,上述元件侧连接部具有通过激光加工与上述驱动电极接合的元件侧接合部。
(附记2)根据附记1所述的半导体装置,上述驱动用连接部件具有连接于上述驱动用导电体的导电体侧连接部,上述导电体侧连接部具有通过激光加工与上述驱动用导电体接合的导电体侧接合部。
符号说明
1A、1B、1C、1D、1E—半导体装置,10、10C、10E—密封树脂,22—输入引线(驱动用导电体),22c—延长部,22cs—主面(驱动用连接表面),30—半导体元件,30U—第一半导体元件,30L—第二半导体元件,31—元件主面,32—元件背面,33—源电极(驱动电极),34—栅电极(控制电极),42B—导电部件(驱动用导电体),42sb—主面(驱动用连接表面),44A—栅极层(连接用导电体),44B—栅极层(连接用导电体),45A—检测层(连接用导电体),45B—检测层(连接用导电体),51—第一控制用丝线,52—第二控制用丝线,53—第一连接用丝线,54—第二连接用丝线,55—第一检测用丝线,56—第二检测用丝线,57—第一连接用丝线,58—第二连接用丝线,60—第一驱动用引线(驱动用连接部件、第二驱动用连接部件),60A—金属板(第一金属板),60B—金属板(第二金属板),60C—金属板(第三金属板),61—第一连接部,61A—第一连接部(第一元件侧连接部),61B—第一连接部(第二元件侧连接部),61C—第一连接部(第三元件侧连接部),62—第二连接部,62A—第二连接部(第一导电体侧连接部),62B—第二连接部(第二导电体侧连接部),62C—第二连接部(第三导电体侧连接部),63—连结部,63A—连结部(第一连结部),63B—连结部(第二连结部),63C—连结部(第三连结部),64A、64B、64C—激光接合部(第一元件侧接合部),64D、64E—激光接合部(第二元件侧接合部),64F—激光接合部(第三元件侧接合部),65A、65B、65C—激光接合部(第一导电体侧接合部),65D、65E—激光接合部(第二导电体侧接合部),65F—激光接合部(第三导电体侧接合部),70—第二驱动用引线(驱动用连接部件、第一驱动用连接部件),70A—金属板(第一金属板),70B—金属板(第二金属板),70C—金属板(第三金属板),71—第一连接部,71A—第一连接部(第一元件侧连接部),71B—第一连接部(第二元件侧连接部),71C—第一连接部(第三元件侧连接部),72—第二连接部,72A—第二连接部(第一导电体侧连接部),72B—第二连接部(第二导电体侧连接部),72C—第二连接部(第三导电体侧连接部),73—连结部,73A—连结部(第一连结部),73B—连结部(第二连结部),73C—连结部(第三连结部),74A、74B、74C—激光接合部(第一元件侧接合部),74D、74E—激光接合部(第二元件侧接合部),75F—激光接合部(第三元件侧接合部),75A、75B、75C—激光接合部(第一导电体侧接合部),75D、75E—激光接合部(第二导电体侧接合部),75F—激光接合部(第三导电体侧接合部),80—第一驱动用引线(驱动用连接部件),80A—金属板(第一金属板),80B—金属板(第二金属板),80C—金属板(第三金属板),81—第一连接部,81A—第一连接部(第一元件侧接合部),81B—第一连接部(第二元件侧接合部),81C—第一连接部(第三元件侧接合部),82—第二连接部,82A—第二连接部(第一导电体侧接合部),82B—第二连接部(第二导电体侧接合部),82C—第二连接部(第三导电体侧接合部),83—连结部,83A—连结部(第一连结部),83B—连结部(第二连结部),83C—连结部(第三连结部),90—第二驱动用引线(驱动用连接部件),90A—金属板(第一金属板),90B—金属板(第二金属板),90C—金属板(第三金属板),91—第一连接部,91A—第一连接部(第一元件侧接合部),91B—第一连接部(第二元件侧接合部),91C—第一连接部(第三元件侧接合部),92—第二连接部,92A—第二连接部(第一导电体侧接合部),92B—第二连接部(第二导电体侧接合部),92C—第二连接部(第三导电体侧接合部),93—连结部,93A—连结部(第一连结部),93B—连结部(第二连结部),93C—连结部(第三连结部),140—驱动用引线(驱动用连接部件),140A—金属板(第一金属板),140B—金属板(第二金属板),140C—金属板(第三金属板),141—第一连接部,142—第二连接部,143—连结部。
Claims (31)
1.一种半导体装置,其特征在于,
具备:
半导体元件,其具有形成有驱动电极的元件主面;
驱动用导电体,其具有朝向与上述元件主面相同方向的驱动用连接表面;以及
多个驱动用连接部件,其连接上述驱动电极和上述驱动用导电体,由从作为与上述半导体元件的上述元件主面垂直的方向的第一方向观察为带状的金属制薄板形成,
上述多个驱动用连接部件至少具有连接于上述半导体元件的第一金属板以及层叠于上述第一金属板的第二金属板,
上述第一金属板具有连接于上述驱动电极的第一元件侧连接部,
上述第二金属板具有连接于上述第一元件侧连接部的第二元件侧连接部,
上述第一元件侧连接部以及上述第二元件侧连接部在上述第一方向上层叠。
2.根据权利要求1所述的半导体装置,其特征在于,
在上述第一元件侧连接部上形成有通过激光加工与上述驱动电极接合的第一元件侧接合部,
在上述第二元件侧连接部上形成有通过激光加工与上述第一元件侧连接部接合的第二元件侧接合部。
3.根据权利要求2所述的半导体装置,其特征在于,
上述第二元件侧接合部从上述第一方向观察以不与上述第一元件侧接合部重合的方式偏离地配置。
4.根据权利要求1~3任一项所述的半导体装置,其特征在于,
上述多个驱动用连接部件包括层叠于上述第二金属板的第三金属板,
上述第三金属板具有在上述第一方向上层叠于上述第二元件侧连接部的第三元件侧连接部。
5.根据权利要求4所述的半导体装置,其特征在于,
在上述第三元件侧连接部上形成有通过激光加工与上述第二元件侧连接部接合的第三元件侧接合部。
6.根据权利要求5所述的半导体装置,其特征在于,
在上述第二元件侧连接部上形成有通过激光加工与上述第一元件侧连接部接合的第二元件侧接合部,
上述第二元件侧接合部与上述第三元件侧接合部以从上述第一方向观察不重合的方式互相偏离地配置。
7.根据权利要求6所述的半导体装置,其特征在于,
在上述第一元件侧连接部上形成有通过激光加工与上述驱动电极接合的第一元件侧接合部,
从上述第一方向观察,上述第一元件侧接合部与上述第三元件侧接合部重合。
8.根据权利要求5~7任一项所述的半导体装置,其特征在于,
在上述第一元件侧连接部上形成有通过激光加工与上述驱动电极接合的第一元件侧接合部,
在上述第二元件侧连接部上形成有通过激光加工与上述第一元件侧连接部接合的第二元件侧连接部,
上述第一元件侧接合部的数量比上述第二元件侧接合部的数量少,
上述第三元件侧接合部的数量比上述第二元件侧接合部的数量少。
9.根据权利要求1~8任一项所述的半导体装置,其特征在于,
从上述第一方向观察,在上述驱动用连接部件所延伸的方向上,层叠的上述第一元件侧连接部以及上述第二元件侧连接部互相偏离。
10.根据权利要求1~9任一项所述的半导体装置,其特征在于,
上述多个驱动用连接部件是相同的材料,从上述第一方向观察,上述驱动用连接部件的宽度的大小互相相等。
11.根据权利要求1~10任一项所述的半导体装置,其特征在于,
上述第一金属板具有连接于上述驱动用导电体的上述驱动用连接表面的第一导电体侧连接部,
上述第二金属板具有连接于上述第一导电体侧连接部的第二导电体侧连接部,
上述第一导电体侧连接部以及上述第二导电体侧连接部在上述第一方向上层叠。
12.根据权利要求11所述的半导体装置,其特征在于,
在上述第一导电体侧连接部上形成有通过激光加工与上述驱动用导电体的上述驱动用连接表面接合的第一导电体侧接合部,
在上述第二导电体侧连接部上形成有通过激光加工与上述第一导电体侧连接部接合的第二导电体侧接合部。
13.根据权利要求12所述的半导体装置,其特征在于,
上述第一导电体侧接合部与上述第二导电体侧接合部以从上述第一方向观察不重合的方式互相偏离地配置。
14.根据权利要求11~13任一项所述的半导体装置,其特征在于,
上述多个驱动用连接部件包括层叠于上述第二金属板的第三金属板,
上述第三金属板具有在上述第一方向上层叠于上述第二导电体侧连接部的第三导电体侧连接部。
15.根据权利要求14所述的半导体装置,其特征在于,
在上述第三导电体侧连接部上形成有通过激光加工与上述第二导电体侧连接部接合的第三导电体侧接合部。
16.根据权利要求15所述的半导体装置,其特征在于,
在上述第二导电体侧连接部上形成有通过激光加工与上述第一导电体侧连接部接合的第二导电体侧接合部,
上述第二导电体侧接合部与上述第三导电体侧接合部以从上述第一方向观察不重合的方式互相偏离地配置。
17.根据权利要求16所述的半导体装置,其特征在于,
在上述第一导电体侧连接部上形成有通过激光加工与上述驱动用导电体的上述驱动用连接表面接合的第一导电体侧接合部,
从上述第一方向观察,上述第一导电体侧接合部与上述第三导电体侧接合部重合。
18.根据权利要求15~17任一项所述的半导体装置,其特征在于,
在上述第一导电体侧连接部上形成有通过激光加工与上述驱动用导电体的上述驱动用连接表面接合的第一导电体侧接合部,
在上述第二导电体侧连接部上形成有通过激光加工与上述第一导电体侧连接部接合的第二导电体侧接合部,
上述第一导电体侧接合部的数量比上述第二导电体侧接合部的数量少,
上述第三导电体侧接合部的数量比上述第二导电体侧接合部的数量少。
19.根据权利要求11~18任一项所述的半导体装置,其特征在于,
上述第一金属板具有连结上述第一元件侧连接部和上述第一导电体侧连接部的第一连结部,
上述第二金属板具有连结上述第二元件侧连接部和上述第二导电体侧连接部的第二连结部,
上述第一连结部以及上述第二连结部层叠。
20.根据权利要求19所述的半导体装置,其特征在于,
上述多个驱动用连接部件包括层叠于上述第二金属板的第三金属板,
上述第三金属板具有连接于上述第二元件侧连接部的第三元件侧连接部、连接于上述第二导电体侧连接部的第三导电体侧连接部以及连结上述第三元件侧连接部和上述第三导电体侧连接部的第三连结部,
上述第二连结部以及上述第三连结部层叠。
21.根据权利要求1~20任一项所述的半导体装置,其特征在于,
上述半导体元件是MOSFET。
22.根据权利要求1~21任一项所述的半导体装置,其特征在于,
还具备密封上述半导体元件的密封树脂。
23.根据权利要求1~22任一项所述的半导体装置,其特征在于,
在上述半导体元件的上述元件主面上形成有控制电极,
上述半导体装置还具备控制用导电体、连接上述控制电极和上述控制用导电体的控制用连接部件,
上述控制用连接部件由丝线形成。
24.根据权利要求1~23任一项所述的半导体装置,其特征在于,
上述半导体元件包括通过上述驱动用连接部件串联地连接的第一半导体元件以及第二半导体元件,
上述多个驱动用连接部件包括连接于上述第一半导体元件的驱动电极的第一驱动用连接部件以及连接于上述第二半导体元件的驱动电极的第二驱动用连接部件。
25.根据权利要求24所述的半导体装置,其特征在于,
上述半导体元件包括多个上述第一半导体元件以及多个上述第二半导体元件,
上述多个驱动用连接部件包括多个上述第一驱动用连接部件以及多个上述第二驱动用连接部件。
26.根据权利要求1~25任一项所述的半导体装置,其特征在于,
相对于一个上述半导体元件的上述驱动电极连接多个上述驱动用连接部件,
从上述第一方向观察,上述多个驱动用连接部件在沿上述元件主面的方向上排列地配置。
27.一种半导体装置的制造方法,该半导体装置具备:
半导体元件,其具有形成有驱动电极的元件主面;
驱动用导电体,其具有朝向与上述元件主面相同方向的驱动用连接表面;以及
多个驱动用连接部件,其连接上述驱动电极和上述驱动用导电体,由从作为与上述半导体元件的上述元件主面垂直的方向的第一方向观察为带状的薄板形成,
该半导体装置的制造方法的特征在于,具备下述工序:
将上述多个作为驱动用连接部件的第一金属板连接于上述半导体元件的上述驱动电极而形成第一元件侧连接部的驱动电极连接工序;以及
将上述多个作为驱动用连接部件的第二金属板以在上述第一方向上层叠于上述第一元件侧连接部的状态通过激光加工连接于上述第一元件侧连接部而形成第二元件侧连接部的第一元件侧层叠工序。
28.根据权利要求27所述的半导体装置的制造方法,其特征在于,
还具备:将上述多个作为驱动用连接部件的第三金属板以在上述第一方向上层叠于上述第二元件侧连接部的状态通过激光加工连接于上述第二元件侧连接部的第二元件侧层叠工序。
29.根据权利要求28所述的半导体装置的制造方法,其特征在于,
还具备:在上述驱动电极连接工序之后且上述第一元件侧层叠工序之前,通过激光加工将上述第一金属板连接于上述驱动用导电体而形成第一导电体侧连接部的导电体连接工序。
30.根据权利要求29所述的半导体装置的制造方法,其特征在于,
还具备:在上述第一元件侧层叠工序之后且上述第二元件侧层叠工序之前,将上述第二金属板以在上述第一方向上层叠于上述第一导电体侧连接部的状态下通过激光加工连接于上述第一导电体侧连接部而形成第二导电体侧连接部的第一导电体侧层叠工序。
31.根据权利要求30所述的半导体装置的制造方法,其特征在于,
还具备:在上述第二元件侧层叠工序之后,将上述第三金属板以在上述第一方向上层叠于上述第二导电体侧连接部的状态通过激光加工连接于上述第二导电体侧连接部而形成第三导电体侧连接部的第二导电体侧层叠工序。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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