DE112018002152T5 - SEMICONDUCTOR COMPONENT - Google Patents

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DE112018002152T5
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Germany
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layer
front surface
semiconductor device
mounting layer
upper arm
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DE112018002152.1T
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German (de)
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Kenji Hayashi
Akihiro SUZAKI
Masaaki Matsuo
Ryuta Watanabe
Makoto IKENAGA
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Rohm Co Ltd
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Rohm Co Ltd
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Abstract

Die vorliegende Offenbarung stellt ein Halbleiterbauelement bereit. Das Halbleiterbauelement umfasst ein Substrat, eine Montageschicht, Schaltelemente, eine feuchtigkeitsbeständige Schicht und ein Versiegelungsharz. Das Substrat weist eine Vorderfläche auf, die in Dickenrichtung weist. Die Montageschicht ist elektrisch leitfähig und auf der Vorderfläche angeordnet. Jedes Schaltelement umfasst eine Elementvorderfläche, die in dieselbe Richtung weist, in die die Vorderfläche entlang der Dickenrichtung weist, eine Rückfläche, die in eine der Elementvorderfläche entgegengesetzte Richtung weist, und eine Seitenfläche, die mit der Elementvorderfläche und der Rückfläche verbunden ist. Die Schaltelemente werden an die Montageschicht elektrisch gebondet, wobei ihre Rückflächen der Vorderfläche zugewandt sind. Die feuchtigkeitsbeständige Schicht deckt zumindest eine Seitenfläche ab. Das Versiegelungsharz deckt die Schaltelemente und die feuchtigkeitsbeständige Schicht ab. Die feuchtigkeitsbeständige Schicht wird mit der Montageschicht und der Seitenfläche in Kontakt gehalten, so dass sie sich zwischen der Montageschicht und der Seitenfläche in Dickenrichtung erstreckt.The present disclosure provides a semiconductor device. The semiconductor device includes a substrate, a mounting layer, switching elements, a moisture-resistant layer and a sealing resin. The substrate has a front surface that faces in the thickness direction. The mounting layer is electrically conductive and arranged on the front surface. Each switching element includes an element front surface that faces in the same direction that the front surface faces along the thickness direction, a rear surface that faces in a direction opposite to the element front surface, and a side surface that connects to the element front surface and the rear surface. The switching elements are electrically bonded to the mounting layer, with their rear surfaces facing the front surface. The moisture-resistant layer covers at least one side surface. The sealing resin covers the switching elements and the moisture-resistant layer. The moisture-resistant layer is kept in contact with the mounting layer and the side surface so that it extends in the thickness direction between the mounting layer and the side surface.

Description

TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA

Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Halbleiterbauelement, das mit mehreren Schaltelementen bereitgestellt ist.The present disclosure relates to a semiconductor device that is provided with a plurality of switching elements.

STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART

Ein Halbleiterbauelement, das mehrere Schaltelemente, wie z.B. MOSFETs, aufweist, die elektrisch gekoppelt sind, ist an sich bekannt. Ein solches Halbleiterbauelement kann ein aus einem Kunstharz gefertigtes Gehäuse und eine durch das Gehäuse gestützte Leiterplatte umfassen. Die Schaltelemente sind mit der Leiterplatte elektrisch verbunden. Das Gehäuse und die Leiterplatte umgeben einen Raum, der mit einem Versiegelungsharz, wie z.B. einem Silikongel, gefüllt sein kann. Die Schaltelemente werden mit dem Versiegelungsharz abgedeckt.A semiconductor device that has multiple switching elements, e.g. MOSFETs, which are electrically coupled, is known per se. Such a semiconductor component can comprise a housing made of a synthetic resin and a printed circuit board supported by the housing. The switching elements are electrically connected to the circuit board. The housing and the circuit board surround a space that is sealed with a sealing resin, e.g. a silicone gel. The switching elements are covered with the sealing resin.

In den letzten Jahren werden zunehmend Halbleiterbauelemente mit vergleichsweise hohen Nennspannungen in Gebieten mit tropischem Klima nahe/am dem Äquator verlangt. In tropischen Gebieten werden Halbleiterbauelemente in einer Umgebung mit hoher Temperatur und hoher Luftfeuchtigkeit untergebracht. Damit ein Halbleiterbauelement in einer solchen Umgebung stabil arbeitet, ist es wünschenswert, dass das Halbleiterbauelement den H3TRB-Test (High Humidity High Temperature Reverse Bias: hohe Luftfeuchtigkeit bei hoher Temperatur bei Sperrspannung) besteht. Der H3TRB-Test schätzt die Standzeit (Einheit: Stunden) eines Halbleiterbauelements, wenn es bei 80% seiner Nenngleichspannung in Bedingungen mit hoher Temperatur und hoher Luftfeuchtigkeit (Temperatur: 85 °C, Luftfeuchtigkeit: 85 %) betrieben wird. Beim H3TRB-Test werden Halbleiterbauelemente mit einer Standzeit von 1000 h oder mehr als akzeptabel betrachtet. Es wird erwartet, dass die durch diesen Test akzeptierten Halbleiterbauelemente bei Bedingungen mit hoher Temperatur und hoher Luftfeuchtigkeit stabil arbeiten.In recent years, semiconductor components with comparatively high nominal voltages in areas with a tropical climate near / to the equator have been increasingly requested. In tropical areas, semiconductor devices are housed in an environment with high temperature and high humidity. In order for a semiconductor component to work stably in such an environment, it is desirable for the semiconductor component to pass the H3TRB test (High Humidity High Temperature Reverse Bias: high air humidity at high temperature with reverse voltage). The H3TRB test estimates the service life (unit: hours) of a semiconductor component when it is operated at 80% of its nominal DC voltage in conditions with high temperature and high humidity (temperature: 85 ° C, humidity: 85%). The H3TRB test considers semiconductor devices with a service life of 1000 h or more as acceptable. The semiconductor devices accepted by this test are expected to operate stably in high temperature and high humidity conditions.

Durch Durchführen des H3TRB-Tests an den vorstehend beschriebenen Halbleiterbauelementen stellten die Erfinder fest, dass die Standzeit der Bauelemente sehr wahrscheinlich kürzer ist als 1000 h. Wenn Feuchtigkeit in das Versiegelungsharz eines Halbleiterbauelements, das in Bedingungen mit hoher Temperatur und hoher Luftfeuchtigkeit platziert ist, eindringt, verschlechtert sich die dielektrische Durchbruchsspannung des Versiegelungsharzes, was einen Leckstrom in den Schaltelementen ermöglichen kann. Wenn der Leckstrom die Leiterplatte erreicht, kann mindestens eines der Schaltelemente beschädigt werden und infolgedessen wird die Standzeit des Bauelements verkürzt. Bei einer höheren Nennspannung weist ein Halbleiterbauelement tendenziell eine kürzere Standzeit auf. Um bei Bedingungen mit hoher Temperatur und hoher Luftfeuchtigkeit stabil zu arbeiten, muss daher ein Halbleiterbauelement möglicherweise den H3TRB-Test für die gewünschte Nennspannung als Kriterium bestehen.By performing the H3TRB test on the semiconductor devices described above, the inventors found that the service life of the devices is very likely to be shorter than 1000 hours. When moisture penetrates the sealing resin of a semiconductor device placed in high temperature and high humidity conditions, the dielectric breakdown voltage of the sealing resin deteriorates, which may allow leakage current in the switching elements. If the leakage current reaches the circuit board, at least one of the switching elements can be damaged and as a result the service life of the component is shortened. At a higher nominal voltage, a semiconductor component tends to have a shorter service life. In order to work stably in conditions with high temperature and high humidity, a semiconductor device may have to pass the H3TRB test for the desired nominal voltage as a criterion.

KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION

Angesichts der vorstehenden Umstände hat die vorliegende Offenbarung zum Ziel, ein Halbleiterbauelement bereitzustellen, das in der Lage ist, bei Bedingungen mit hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit stabil zu arbeiten.In view of the above circumstances, the present disclosure aims to provide a semiconductor device capable of operating stably in high temperature and high humidity conditions.

Gemäß der vorliegenden Offenbarung wird ein Halbleiterbauelement bereitgestellt. Das Halbleiterbauelement umfasst ein Substrat, eine Montageschicht, Schaltelemente, eine feuchtigkeitsbeständige Schicht und ein Versiegelungsharz. Das Substrat weist eine Vorderfläche auf, die in Dickenrichtung weist. Die Montageschicht ist elektrisch leitfähig und auf der Vorderfläche angeordnet. Jedes der Schaltelemente umfasst eine Elementvorderfläche, die einer selben Richtung zugewandt ist, in die die Vorderfläche entlang der Dickenrichtung weist, ein Rückfläche, die in die zur Elementvorderfläche entgegengesetzte Richtung weist, und eine Seitenfläche, die sowohl mit der Elementvorderfläche als auch der Rückfläche verbunden ist. Die Schaltelemente werden an die Montageschicht elektrisch gebondet, wobei die Rückfläche der Vorderfläche zugewandt ist. Die feuchtigkeitsbeständige Schicht deckt zumindest die Seitenflächen ab. Das Versiegelungsharz deckt sowohl die Schaltelemente als auch die feuchtigkeitsbeständige Schicht ab. Die feuchtigkeitsbeständige Schicht wird sowohl mit der Montageschicht als auch der Seitenfläche in Kontakt gehalten, so dass sie sich zwischen der Montageschicht und der Seitenfläche in Dickenrichtung erstreckt.According to the present disclosure, a semiconductor device is provided. The semiconductor device includes a substrate, a mounting layer, switching elements, a moisture-resistant layer and a sealing resin. The substrate has a front surface that faces in the thickness direction. The mounting layer is electrically conductive and arranged on the front surface. Each of the switching elements includes an element front surface facing a same direction in which the front surface faces along the thickness direction, a rear surface facing in the direction opposite to the element front surface, and a side surface connected to both the element front surface and the rear surface , The switching elements are electrically bonded to the mounting layer, with the rear surface facing the front surface. The moisture-resistant layer at least covers the side surfaces. The sealing resin covers both the switching elements and the moisture-resistant layer. The moisture-resistant layer is held in contact with both the mounting layer and the side surface so that it extends in the thickness direction between the mounting layer and the side surface.

Andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der nachstehenden ausführlichen Beschreibung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen offensichtlich werden.Other features and advantages of the present disclosure will become apparent from the following detailed description with reference to the accompanying drawings.

Figurenlistelist of figures

  • 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Halbleiterbauelements gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung; 1 10 is a perspective view of a semiconductor device according to a first embodiment of the present disclosure;
  • 2 eine Draufsicht auf das in 1 dargestellte Halbleiterbauelement; 2 a top view of the in 1 semiconductor device shown;
  • 3 ist eine Draufsicht auf das in 1 dargestellte Halbleiterbauelement (wie durch ein Versiegelungsharz, eine feuchtigkeitsbeständige Schicht und eine obere Platte zu sehen). 3 is a top view of the in 1 semiconductor device shown (as seen through a sealing resin, a moisture-resistant layer and a top plate).
  • 4 ist eine Vorderansicht des in 1 dargestellten Halbleiterbauelements; 4 is a front view of the in 1 illustrated semiconductor device;
  • 5 ist eine rechte Seitenansicht des in 1 dargestellten Halbleiterbauelements; 5 is a right side view of the in 1 illustrated semiconductor device;
  • 6 ist eine linke Seitenansicht des in 1 dargestellten Halbleiterbauelements; 6 is a left side view of the in 1 illustrated semiconductor device;
  • 7 ist eine untere Ansicht des in 1 dargestellten Halbleiterbauelements; 7 is a bottom view of the in 1 illustrated semiconductor device;
  • 8 zeigt einen rechten Abschnitt (in der Nähe des ersten Substrats) von 3 in Vergrößerung; 8th shows a right portion (near the first substrate) of 3 in enlargement;
  • 9 zeigt einen linken Abschnitt (in der Nähe des ersten Substrats) von 3 in Vergrößerung; 9 shows a left portion (near the first substrate) of 3 in enlargement;
  • 10 zeigt einen mittleren Abschnitt (in der Nähe des ersten Substrats) von 3 in Vergrößerung; 10 shows a middle portion (near the first substrate) of 3 in enlargement;
  • 11 ist eine Querschnittsansicht, die entlang der Linie XI-XI in 3 gezeichnet ist; 11 is a cross-sectional view taken along the line XI-XI in 3 is drawn;
  • 12 ist eine Querschnittsansicht, die entlang der Linie XII-XII in 3 gezeichnet ist; 12 is a cross-sectional view taken along the line XII-XII in 3 is drawn;
  • 13 ist eine Querschnittsansicht, die entlang der Linie XIII-XIII in 3 gezeichnet ist; 13 is a cross-sectional view taken along the line XIII-XIII in 3 is drawn;
  • 14 ist eine Querschnittsansicht, die entlang der Linie XIV-XIV in 3 gezeichnet ist; 14 is a cross-sectional view taken along the line XIV-XIV in 3 is drawn;
  • 15 zeigt einen Abschnitt von 3 (ein Schaltelement und ein Schutzelement, die an eine Oberarm-Montageschicht gebondet sind) in Vergrößerung; 15 shows a section of 3 (a switching element and a protective element bonded to an upper arm mounting layer) in enlargement;
  • 16 ist eine Querschnittsansicht, die entlang der Linie XVI-XVI in 15 gezeichnet ist; 16 is a cross-sectional view taken along the line XVI-XVI in 15 is drawn;
  • 17 ist eine Querschnittsansicht, die entlang der Linie XVII-XVII in 15 gezeichnet ist; 17 is a cross-sectional view taken along the line XVII-XVII in 15 is drawn;
  • 18 zeigt einen Abschnitt von 3 (ein Schaltelement und ein Schutzelement, die an eine Unterarm-Montageschicht gebondet sind) in Vergrößerung; 18 shows a section of 3 (a switching element and a protective element bonded to a forearm mounting layer) in enlargement;
  • 19 ist eine Querschnittsansicht, die entlang der Linie XIX-XIX in 18 gezeichnet ist; 19 is a cross-sectional view taken along the line XIX-XIX in 18 is drawn;
  • 20 ist eine Querschnittsansicht, die entlang der Linie XX-XX in 18 gezeichnet ist; 20 is a cross-sectional view taken along the line XX-XX in 18 is drawn;
  • 21 ist ein Schaltplan des in 1 dargestellten Halbleiterbauelements; 21 is a circuit diagram of the in 1 illustrated semiconductor device;
  • 22 zeigt einen Abschnitt von 16 in Vergrößerung; 22 shows a section of 16 in enlargement;
  • 23 ist eine Querschnittsansicht, die einen Abschnitt eines Halbleiterbauelements eines Vergleichsbeispiels (ein Schaltelement, das an die Oberarmschicht gebondet ist) in Vergrößerung zeigt; 23 Fig. 14 is a cross sectional view showing a portion of a semiconductor device of a comparative example (a switching element bonded to the upper arm layer) in an enlarged manner;
  • 24 ist eine Querschnittsansicht, die einen Abschnitt eines Halbleiterbauelements (ein Schaltelement und ein Schutzelement, die an die Oberarmschicht gebondet sind) gemäß einer ersten Abwandlung der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt; 24 14 is a cross-sectional view showing a portion of a semiconductor device (a switching element and a protection element bonded to the upper arm layer) according to a first modification of the first embodiment of the present disclosure;
  • 25 ist eine Querschnittsansicht, die einen Abschnitt eines Halbleiterbauelements (ein Schaltelement und ein Schutzelement, die an die Unterarmschicht gebondet sind) gemäß der ersten Abwandlung der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt; 25 FIG. 14 is a cross-sectional view showing a portion of a semiconductor device (a switching element and a protection element bonded to the forearm layer) according to the first modification of the first embodiment of the present disclosure;
  • 26 ist eine Draufsicht die einen Abschnitt eines Halbleiterbauelements (ein Schaltelement und ein Schutzelement, die an die Oberarm-Montageschicht gebondet sind) gemäß einer zweiten Abwandlung der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt; 26 12 is a plan view showing a portion of a semiconductor device (a switching element and a protection element bonded to the upper arm mounting layer) according to a second modification of the first embodiment of the present disclosure;
  • 27 ist eine Querschnittsansicht, die entlang der Linie XXVII-XXVII in 26 gezeichnet ist; 27 is a cross-sectional view taken along the line XXVII-XXVII in 26 is drawn;
  • 28 ist eine Querschnittsansicht, die entlang der Linie XXVIII-XXVIII in 26 gezeichnet ist; 28 is a cross-sectional view taken along the line XXVIII-XXVIII in 26 is drawn;
  • 29 ist eine Draufsicht, die einen Abschnitt eines Halbleiterbauelements (ein Schaltelement und ein Schutzelement, die an die Unterarm-Montageschicht gebondet sind) gemäß der zweiten Abwandlung der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt; 29 14 is a plan view showing a portion of a semiconductor device (a switching element and a protection element bonded to the forearm mounting layer) according to the second modification of the first embodiment of the present disclosure;
  • 30 ist eine Querschnittsansicht, die entlang der Linie XXX-XXX in 29 gezeichnet ist; 30 is a cross-sectional view taken along the line XXX-XXX in 29 is drawn;
  • 31 ist eine Querschnittsansicht, die entlang der Linie XXXI-XXXI in 29 gezeichnet ist; 31 is a cross-sectional view taken along the line XXXI-XXXI in 29 is drawn;
  • 32 ist eine Draufsicht, die einen Abschnitt eines Halbleiterbauelements (ein Schaltelement und ein Schutzelement, die an die Oberarm-Montageschicht gebondet sind) gemäß einer dritten Abwandlung der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt; 32 12 is a plan view showing a portion of a semiconductor device (a switching element and a protection element bonded to the upper arm mounting layer) according to a third modification of the first embodiment of the present disclosure;
  • 33 ist eine Querschnittsansicht, die entlang der Linie XXXIII-XXXIII in 32 gezeichnet ist; 33 is a cross-sectional view taken along the line XXXIII-XXXIII in 32 is drawn;
  • 34 ist eine Querschnittsansicht, die entlang der Linie XXXIV-XXXIV in 32 gezeichnet ist; 34 is a cross-sectional view taken along the line XXXIV-XXXIV in 32 is drawn;
  • 35 ist eine Draufsicht, die einen Abschnitt eines Halbleiterbauelements (ein Schaltelement und ein Schutzelement, die an die Unterarm-Montageschicht gebondet sind) gemäß der dritten Abwandlung der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt; 35 12 is a plan view showing a portion of a semiconductor device (a switching element and a protection element bonded to the forearm mounting layer) according to the third modification of the first embodiment of the present disclosure;
  • 36 ist eine Querschnittsansicht, die entlang der Linie XXXVI-XXXVI in 35 gezeichnet ist; 36 is a cross-sectional view taken along the line XXXVI-XXXVI in 35 is drawn;
  • 37 ist eine Querschnittsansicht, die entlang der Linie XXXVII-XXXVII in 35 gezeichnet ist; 37 is a cross-sectional view taken along the line XXXVII-XXXVII in 35 is drawn;
  • 38 ist eine Draufsicht, die einen Abschnitt eines Halbleiterbauelements (ein Schaltelement und ein Schutzelement, die an die Oberarm-Montageschicht gebondet sind) gemäß einer vierten Abwandlung der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt; 38 FIG. 12 is a plan view showing a portion of a semiconductor device (a switching element and a protective element bonded to the upper arm mounting layer) according to a fourth modification of the first embodiment of the present disclosure;
  • 39 ist eine Querschnittsansicht, die entlang der Linie XXXIX-XXXIX in 38 gezeichnet ist; 39 is a cross-sectional view taken along the line XXXIX-XXXIX in 38 is drawn;
  • 40 ist eine Querschnittsansicht, die entlang der Linie XL-XL in 38 gezeichnet ist; 40 is a cross-sectional view taken along the line XL XL in 38 is drawn;
  • 41 ist eine Draufsicht, die einen Abschnitt eines Halbleiterbauelements (ein Schaltelement und ein Schutzelement, die an die Unterarm-Montageschicht gebondet sind) gemäß der vierten Abwandlung der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt; 41 12 is a plan view showing a portion of a semiconductor device (a switching element and a protection element bonded to the forearm mounting layer) according to the fourth modification of the first embodiment of the present disclosure;
  • 42 ist eine Querschnittsansicht, die entlang der Linie XLII-XLII in 41 gezeichnet ist; 42 is a cross-sectional view taken along the line XLII-XLII in 41 is drawn;
  • 43 ist eine Querschnittsansicht, die entlang der Linie XLIII-XLIII in 41 gezeichnet ist; 43 is a cross-sectional view taken along the line XLIII-XLIII in 41 is drawn;
  • 44 ist eine Draufsicht, die einen Abschnitt eines Halbleiterbauelements (ein Schaltelement und ein Schutzelement, die an die Oberarm-Montageschicht gebondet sind) gemäß einer fünften Abwandlung der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt; 44 12 is a plan view showing a portion of a semiconductor device (a switching element and a protection element bonded to the upper arm mounting layer) according to a fifth modification of the first embodiment of the present disclosure;
  • 45 ist eine Querschnittsansicht, die entlang der Linie XLV-XLV in 44 gezeichnet ist; 45 is a cross-sectional view taken along the line XLV-XLV in 44 is drawn;
  • 46 ist eine Querschnittsansicht, die entlang der Linie XLVI-XLVI in 45 gezeichnet ist; 46 is a cross-sectional view taken along the line XLVI-XLVI in 45 is drawn;
  • 47 ist eine Draufsicht, die einen Abschnitt des Halbleiterbauelements (ein Schaltelement und ein Schutzelement, die an die Unterarm-Montageschicht gebondet sind) gemäß der fünften Abwandlung der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt; 47 14 is a plan view showing a portion of the semiconductor device (a switching element and a protection element bonded to the forearm mounting layer) according to the fifth modification of the first embodiment of the present disclosure;
  • 48 ist eine Querschnittsansicht, die entlang der Linie XLVIII-XLVIII in 47 gezeichnet ist; 48 is a cross-sectional view taken along the line XLVIII-XLVIII in 47 is drawn;
  • 49 ist eine Querschnittsansicht, die entlang der Linie XLIX-XLIX in 47 gezeichnet ist; 49 is a cross-sectional view taken along the line XLIX-XLIX in 47 is drawn;
  • 50 zeigt Testergebnisse auf der Grundlage von Variationen der Dicken der feuchtigkeitsbeständigen Schicht des Halbleiterbauelements gemäß der vierten Abwandlung der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung; 50 FIG. 12 shows test results based on variations in the thickness of the moisture resistant layer of the semiconductor device according to the fourth modification of the first embodiment of the present disclosure;
  • 51 zeigt Ergebnisse des H3TRB-Tests an dem Halbleiterbauelement gemäß der vierten Abwandlung der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung und dem Halbleiterbauelement des Vergleichsbeispiels; 51 11 shows results of the H3TRB test on the semiconductor device according to the fourth modification of the first embodiment of the present disclosure and the semiconductor device of the comparative example;
  • 52 ist eine Draufsicht, die einen Abschnitt eines Halbleiterbauelements (ein Schaltelement und ein Schutzelement, die an die Oberarm-Montageschicht gebondet sind) gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt; 52 FIG. 12 is a top view showing a portion of a semiconductor device (a switching element and a protection element bonded to the upper arm mounting layer) according to a second embodiment of the present disclosure;
  • 53 ist eine Querschnittsansicht, die entlang der Linie LIII-LIII in 52 gezeichnet ist; 53 is a cross-sectional view taken along the line LIII-LIII in 52 is drawn;
  • 54 ist eine Querschnittsansicht, die entlang der Linie LIV-LIV in 52 gezeichnet ist; 54 is a cross-sectional view taken along the line LIV-LIV in 52 is drawn;
  • 55 ist eine Draufsicht, die einen Abschnitt des Halbleiterbauelements (ein Schaltelement und ein Schutzelement, die an die Unterarm-Montageschicht gebondet sind) gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt; 55 FIG. 12 is a plan view showing a portion of the semiconductor device (a switching element and a protection element bonded to the forearm mounting layer) according to the second embodiment of the present disclosure;
  • 56 ist eine Querschnittsansicht, die entlang der Linie LVI-LVI in 55 gezeichnet ist; und 56 is a cross-sectional view taken along the line LVI-LVI in 55 is drawn; and
  • 57 ist eine Querschnittsansicht, die entlang der Linie LVII-LVII in 55 gezeichnet ist. 57 is a cross-sectional view taken along the line LVII-LVII in 55 is drawn.

MODUS ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNGMODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

Modi zum Ausführen der Offenbarung (nachfolgend als Ausführungsformen bezeichnet) werden nachstehend unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.Modes for carrying out the disclosure (hereinafter referred to as embodiments) are described below with reference to the accompanying drawings.

[Erste Ausführungsform]First Embodiment

Unter Bezugnahme auf 1 bis 23 wird ein Halbleiterbauelement A10 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Das Halbleiterbauelement A10 umfasst ein Substrat 11, eine erste Montageschicht 211, eine zweite Montageschicht 221, eine dritte Montageschicht 231, Schaltelemente 31, eine feuchtigkeitsbeständige Schicht 51 und ein Versiegelungsharz 52. Von diesen stellen die erste Montageschicht 211, die zweite Montageschicht 221 und die dritte Montageschicht 231 Beispiele der „Montageschicht“ dar, wie in den beigefügten Ansprüchen der vorliegenden Offenbarung dargelegt. Zusätzlich zu diesen umfasst das Halbleiterbauelement A10 ferner eine erste elektrisch leitfähige Schicht 212, eine zweite elektrisch leitfähige Schicht 222, eine dritte elektrisch leitfähige Schicht 232, einen Versorgungsanschluss 24, einen Ausgangsanschluss 25, ein elektrisch leitfähiges Verbindungselement 261, Schutzelemente 32, Drähte 41, eine Wärmesenke 61 und ein Gehäuse 70. Von diesen stellen die erste elektrisch leitfähige Schicht 212, die zweite elektrisch leitfähige Schicht 222 und die dritte elektrisch leitfähige Schicht 232 Beispiele der „elektrisch leitfähigen Schicht“ dar, wie in den beigefügten Ansprüchen der vorliegenden Offenbarung dargelegt. Der Versorgungsanschluss 24 umfasst einen ersten Versorgungsanschluss 24A und einen zweiten Versorgungsanschluss 24B. Zum leichteren Verständnis zeigt 3 eine Ansicht bei Betrachtung durch die feuchtigkeitsbeständige Schicht 51, das Versiegelungsharz 52 und eine obere Platte 79. In 3 sind die Linie XI-XI und die Linie XII-XII durch strichpunktierte Linien angezeigt. In 11 und 12 ist eine Darstellung der feuchtigkeitsbeständigen Schicht 51 weggelassen.With reference to 1 to 23 becomes a semiconductor device A10 according to a first embodiment of the present disclosure. The semiconductor device A10 comprises a substrate 11 , a first assembly layer 211 , a second assembly layer 221 , a third assembly layer 231 , Switching elements 31 , a moisture resistant layer 51 and a sealing resin 52 , Of these, the first assembly layer 211 , the second mounting layer 221 and the third assembly layer 231 Examples of the "mounting layer" are as set out in the appended claims of the present disclosure. In addition to these, the semiconductor device includes A10 also a first electrically conductive layer 212 , a second electrically conductive layer 222 , a third electrically conductive layer 232 , a supply connection 24 , an output connector 25 , an electrically conductive connecting element 261 , Protective elements 32 , Wires 41 , a heat sink 61 and a housing 70 , Of these, the first electrically conductive layer 212 , the second electrically conductive layer 222 and the third electrically conductive layer 232 Examples of the "electrically conductive layer" are as set out in the appended claims of the present disclosure. The supply connection 24 includes a first supply connection 24A and a second supply connection 24B , Shows for easier understanding 3 a view when viewed through the moisture-resistant layer 51 , the sealing resin 52 and an upper plate 79 , In 3 are the line XI-XI and the line XII-XII indicated by dash-dotted lines. In 11 and 12 is a representation of the moisture resistant layer 51 omitted.

Das in 1 dargestellte Halbleiterbauelement ist ein Leistungsmodul. Das Halbleiterbauelement 10A kann für Wechselrichtervorrichtungen verschiedener elektrischer Produkte verwendet werden. Wie in 1 und 2 dargestellt, ist das Halbleiterbauelement A10 bei Betrachtung in Dickenrichtung z des Substrats 11 rechteckig. Zur Vereinfachung der Erläuterung wird eine Richtung, die zur Dickenrichtung z des Substrats 11 (nachstehend einfach „Dickenrichtung z“) senkrecht ist, als die „erste Richtung x1“ bezeichnet. Die Richtung, die sowohl zur Dickenrichtung z als auch der ersten Richtung x1 senkrecht ist, wird als die „zweite Richtung x2“ bezeichnet. Die Längsrichtung des Halbleiterbauelements A10 ist die zweite Richtung x2.This in 1 The semiconductor device shown is a power module. The semiconductor device 10A can be used for inverter devices of various electrical products. As in 1 and 2 shown, is the semiconductor device A10 when viewed in the thickness direction z of the substrate 11 rectangular. To simplify the explanation, a direction becomes that to the thickness direction z of the substrate 11 (hereinafter simply “thickness direction z ") Is vertical than the" first direction x1 " designated. The direction that goes to both the thickness direction z as well as the first direction x1 perpendicular is called the "second direction x2 " designated. The longitudinal direction of the semiconductor device A10 is the second direction x2 ,

Das Substrat 11 ist ein elektrisch isolierendes Element, auf dem die Montageschicht (die erste Montageschicht 211, die zweite Montageschicht 221 und die dritte Montageschicht 231) und die elektrisch leitfähige Schicht (die erste elektrisch leitfähige Schicht 212, die zweite elektrisch leitfähige Schicht 222 und die dritte elektrisch leitfähige Schicht 232) angeordnet werden, wie in 3 dargestellt. Das Substrat 11 weist drei Abschnitte auf, nämlich ein erstes Substrat 11A, ein zweites Substrat 11B und ein drittes Substrat 11C. Das erste Substrat 11A, das zweite Substrat 11B und das dritte Substrat 11C sind voneinander in der zweiten Richtung x2 beabstandet. In der zweiten Richtung x2 ist das dritte Substrat 11C zwischen dem ersten Substrat 11A und dem zweiten Substrat 11B angeordnet. Im Gegensatz zu dieser Ausgestaltung kann das Substrat 11 zwei Abschnitte aufweisen, nämlich das erste Substrat 11A und das zweite Substrat 11B, oder es kann lediglich einen einzelnen Abschnitt aufweisen. Wie in 11 dargestellt, weist jedes von dem ersten Substrat 11A, dem zweiten Substrat 11B und dem dritten Substrat 11C eine Vorderfläche 111 und eine Rückfläche 112, die in Dickenrichtung z voneinander weg weisen.The substrate 11 is an electrically insulating element on which the mounting layer (the first mounting layer 211 , the second mounting layer 221 and the third assembly layer 231 ) and the electrically conductive layer (the first electrically conductive layer 212 , the second electrically conductive layer 222 and the third electrically conductive layer 232 ) can be arranged as in 3 shown. The substrate 11 has three sections, namely a first substrate 11A , a second substrate 11B and a third substrate 11C , The first substrate 11A , the second substrate 11B and the third substrate 11C are from each other in the second direction x2 spaced. In the second direction x2 is the third substrate 11C between the first substrate 11A and the second substrate 11B arranged. In contrast to this configuration, the substrate 11 have two sections, namely the first substrate 11A and the second substrate 11B , or it can have only a single section. As in 11 each of the first substrate 11A , the second substrate 11B and the third substrate 11C a front surface 111 and a back surface 112 that in the thickness direction z point away from each other.

Das Substrat 11 wird aus einer Keramik mit einer ausgezeichneten Wärmeleitfähigkeit gefertigt. Beispiele einer solchen Keramik umfassen Aluminiumnitrid (AlN). A DBC-Substrat (Direct Bonding Copper), das Kupferfolien (Cu-Folien) aufweist, die an die Vorderfläche 111 und die Rückfläche 112 gebondet sind, kann als das Substrat 11 verwendet werden. Durch Verwenden eines DBC-Substrats können die Montageschicht und die elektrisch leitfähige Schicht leicht mithilfe eines Strukturierens der an die Vorderfläche 111 gebondeten Kupferfolie ausgebildet werden. Die an die Rückfläche 112 gebondete Kupferfolie kann zu einer Wärmeübertragungsschicht 62 (nachstehend beschrieben) ausgebildet werden.The substrate 11 is made from a ceramic with excellent thermal conductivity. Examples of such a ceramic include aluminum nitride (AlN). A DBC (Direct Bonding Copper) substrate that has copper foils (Cu foils) attached to the front surface 111 and the back surface 112 can be bonded as the substrate 11 be used. By using a DBC substrate, the mounting layer and the electrically conductive layer can be easily patterned on the front surface 111 bonded copper foil are formed. The one on the back surface 112 bonded copper foil can become a heat transfer layer 62 (described below).

Wie in 3 und 8 dargestellt, werden auf der Vorderfläche 111 des ersten Substrats 11A die erste Montageschicht 211, die erste elektrisch leitfähige Schicht 212, eine erste Gateschicht 213, eine erste Detektionsschicht 214 und eine Thermistor-Montageschicht 215 angeordnet. Dies sind elektrisch leitfähige Elemente, die aus einem dünnen Metallfilm, wie z.B. einer Kupferfolie, gefertigt werden. Die Flächen dieser Schichten können zum Beispiel mit Silber (Ag) plattiert werden.As in 3 and 8th are shown on the front surface 111 of the first substrate 11A the first assembly layer 211 , the first electrically conductive layer 212 , a first gate layer 213 , a first detection layer 214 and a thermistor mounting layer 215 arranged. These are electrically conductive elements that are made from a thin metal film, such as a copper foil. The surfaces of these layers can be plated with silver (Ag), for example.

Wie in 8 dargestellt, werden Schaltelemente 31 und Schutzelemente 32 an die erste Montageschicht 211 elektrisch gebondet. Die erste Montageschicht 211 umfasst eine erste Oberarm-Montageschicht 211A und eine erste Unterarm-Montageschicht 211B.As in 8th are shown, switching elements 31 and protective elements 32 to the first assembly layer 211 electrically bonded. The first assembly layer 211 includes a first upper arm mounting layer 211A and a first forearm mounting layer 211B ,

Wie in 8 dargestellt, ist die erste Oberarm-Montageschicht 211A zu einem Ende des ersten Substrats 11A (obere Seite in 8) in der ersten Richtung x1 versetzt. Die erste Oberarm-Montageschicht 211A weist die Form eines Streifens auf, der sich entlang der zweiten Richtung x2 erstreckt. Drei Schaltelemente 31 und drei Schutzelemente 32 sind an die erste Oberarm-Montageschicht 211A elektrisch gebondet. Es ist zu beachten, dass die Anzahl von Schaltelementen 31 und die Anzahl der Schutzelemente 32, die an die erste Oberarm-Montageschicht 211A elektrisch gebondet werden sollen, nicht auf drei beschränkt ist. Auf der ersten Oberarm-Montageschicht 211A sind sowohl die Schaltelemente 31 als auch die Schutzelemente 32 in der zweiten Richtung x2 ausgerichtet. Die erste Oberarm-Montageschicht 211A wird mit einem ersten Versorgungspad 211C in Form eines Streifens, der sich entlang der ersten Richtung x1 erstreckt, an einem Ende, in der zweiten Richtung x2, in der Nähe des Gehäuses 70 ausgebildet. Das erste Versorgungspad 211C ist mit dem ersten Versorgungsanschluss 24A elektrisch verbunden.As in 8th shown is the first upper arm mounting layer 211A to one end of the first substrate 11A (top page in 8th ) in the first direction x1 added. The first upper arm mounting layer 211A has the shape of a strip that extends along the second direction x2 extends. Three switching elements 31 and three protective elements 32 are on the first upper arm mounting layer 211A electrically bonded. It should be noted that the number of switching elements 31 and the number of protection elements 32 that to the first upper arm mounting layer 211A to be electrically bonded is not limited to three. On the first upper arm mounting layer 211A are both the switching elements 31 as well as the protective elements 32 in the second direction x2 aligned. The first upper arm mounting layer 211A comes with a first supply pad 211C in the form of a strip that extends along the first direction x1 extends, at one end, in the second direction x2 , near the case 70 educated. The first supply pad 211C is with the first supply connection 24A electrically connected.

Wie in 8 dargestellt, ist die erste Unterarm-Montageschicht 211B, in der ersten Richtung x1, zwischen der ersten Oberarm-Montageschicht 211A und der ersten elektrisch leitfähigen Schicht 212 angeordnet. Die erste Unterarm-Montageschicht 211B weist die Form eines Streifens auf, der sich entlang der zweiten Richtung x2 erstreckt. Drei Schaltelemente 31 und drei Schutzelemente 32 sind an die erste Unterarm-Montageschicht 211B elektrisch gebondet. Es ist zu beachten, dass die Anzahl von Schaltelementen 31 und die Anzahl der Schutzelemente 32, die an die erste Unterarm-Montageschicht 211B elektrisch gebondet werden sollen, nicht auf drei beschränkt ist. Auf der ersten Unterarm-Montageschicht 211B sind sowohl die Schaltelemente 31 als auch die Schutzelemente 32 in der zweiten Richtung x2 ausgerichtet. Wie in 15 dargestellt, ist die erste Unterarm-Montageschicht 211B über Drähte 41 sowohl mit den Vorderflächenelektroden 311 (nachstehend beschrieben) der Schaltelemente 31 als auch Anodenelektroden 321 (nachstehend beschrieben) der Schutzelemente 32, die an die erste Oberarm-Montageschicht 211A elektrisch gebondet sind, elektrisch verbunden.As in 8th shown is the first forearm mounting layer 211B , in the first direction x1 , between the first upper arm assembly layer 211A and the first electrically conductive layer 212 arranged. The first forearm mounting layer 211B has the shape of a strip that extends along the second direction x2 extends. Three switching elements 31 and three protective elements 32 are on the first forearm mounting layer 211B electrically bonded. It should be noted that the number of switching elements 31 and the number of protection elements 32 to the first forearm mounting layer 211B to be electrically bonded is not limited to three. On the first forearm mounting layer 211B are both the switching elements 31 as well as the protective elements 32 in the second direction x2 aligned. As in 15 shown is the first forearm mounting layer 211B about wires 41 both with the front surface electrodes 311 (described below) the switching elements 31 as well as anode electrodes 321 (described below) the protective elements 32 that to the first upper arm mounting layer 211A are electrically bonded, electrically connected.

Wie in 8 und 18 dargestellt, ist die erste elektrisch leitfähige Schicht 212 über Drähte 41 mit den Vorderflächenelektroden 311 der Schaltelemente 31 und den Anodenelektroden 321 der Schutzelemente 32, die an die erste Unterarm-Montageschicht 211B elektrisch gebondet sind, elektrisch verbunden. Die erste elektrisch leitfähige Schicht 212 ist zu dem anderen Ende des ersten Substrats 11A (untere Seite in 8) in der ersten Richtung x1 versetzt. Die erste elektrisch leitfähige Schicht 212 weist die Form eines Streifens auf, der sich entlang der zweiten Richtung x2 erstreckt. Die erste elektrisch leitfähige Schicht 212 wird mit einem zweiten Versorgungspad 212A in Form eines Streifens, der sich entlang der ersten Richtung x1 erstreckt, an einem Ende, in der zweiten Richtung x2, in der Nähe des Gehäuses 70 ausgebildet. Das zweite Versorgungspad 212A ist mit dem zweiten Versorgungsanschluss 24B elektrisch verbunden.As in 8th and 18 shown is the first electrically conductive layer 212 over wires 41 with the front surface electrodes 311 of the switching elements 31 and the anode electrodes 321 of the protective elements 32 to the first forearm mounting layer 211B are electrically bonded, electrically connected. The first electrically conductive layer 212 is to the other end of the first substrate 11A (lower side in 8th ) in the first direction x1 added. The first electrically conductive layer 212 has the shape of a strip that extends along the second direction x2 extends. The first electrically conductive layer 212 comes with a second supply pad 212A in the form of a strip that extends along the first direction x1 extends, at one end, in the second direction x2 , near the case 70 educated. The second supply pad 212A is with the second supply connection 24B electrically connected.

Wie in 15 und 18 dargestellt, ist die erste Gateschicht 213 über die ersten Gatedrähte 421 mit Gateelektroden 313 (nachstehend beschrieben) der Schaltelemente 31, die an die erste Montageschicht 211 elektrisch gebondet sind, elektrisch verbunden. Die erste Gateschicht 213 weist die Form eines Streifens auf, der sich entlang der zweiten Richtung x2 erstreckt, und ist bei Betrachtung in Dickenrichtung z den Schaltelementen 31 zugewandt. Die erste Gateschicht 213 umfasst eine erste Oberarm-Gateschicht 213A und eine erste Unterarm-Gateschicht 213B.As in 15 and 18 shown is the first gate layer 213 over the first gate wires 421 with gate electrodes 313 (described below) the switching elements 31 that to the first assembly layer 211 are electrically bonded, electrically connected. The first gate layer 213 has the shape of a strip that extends along the second direction x2 extends, and when viewed in the thickness direction z the switching elements 31 facing. The first gate layer 213 comprises a first upper arm gate layer 213A and a first forearm gate layer 213B ,

Wie in 8 dargestellt, ist die erste Oberarm-Gateschicht 213A, in der ersten Richtung x1, zwischen der ersten bei Oberarm-Montageschicht 211A und dem Gehäuse 70 angeordnet. Bei Betrachtung in Dickenrichtung z weist die erste Oberarm-Gateschicht 213A zu den Schaltelementen 31, die an die erste Oberarm-Montageschicht 211A elektrisch gebondet sind. Wie in 15 dargestellt, ist die erste Oberarm-Gateschicht 213A über erste Gatedrähte 421 mit den Gateelektroden 313 der Schaltelemente 31, die an die erste Oberarm-Montageschicht 211A elektrisch gebondet sind, elektrisch verbunden.As in 8th shown is the first upper arm gate layer 213A , in the first direction x1 , between the first for the upper arm assembly layer 211A and the housing 70 arranged. When viewed in the thickness direction z, the first upper arm gate layer has 213A to the switching elements 31 that to the first upper arm mounting layer 211A are electrically bonded. As in 15 shown is the first upper arm gate layer 213A over first gate wires 421 with the gate electrodes 313 of the switching elements 31 that to the first upper arm mounting layer 211A are electrically bonded, electrically connected.

Wie in 8 dargestellt, ist die erste Unterarm-Gateschicht 213B, in der ersten Richtung x1, zwischen der ersten Unterarm-Montageschicht 211B und der ersten elektrisch leitfähigen Schicht 212 angeordnet. Bei Betrachtung in Dickenrichtung z weist die erste Unterarm-Gateschicht 213B zu den Schaltelementen 31, die an die erste Unterarm-Montageschicht 211B elektrisch gebondet sind. Wie in 18 dargestellt, ist die erste Unterarm-Gateschicht 213B über erste Gatedrähte 421 mit den Gateelektroden 313 der Schaltelemente 31, die an die erste Unterarm-Montageschicht 211B elektrisch gebondet sind, elektrisch verbunden.As in 8th shown is the first forearm gate layer 213B , in the first direction x1 , between the first forearm mounting layer 211B and the first electrically conductive layer 212 arranged. When viewed in the thickness direction z has the first forearm gate layer 213B to the switching elements 31 to the first forearm mounting layer 211B are electrically bonded. As in 18 shown is the first forearm gate layer 213B over first gate wires 421 with the gate electrodes 313 of the switching elements 31 to the first forearm mounting layer 211B are electrically bonded, electrically connected.

Wie in 15 und 18 dargestellt, ist die erste Detektionsschicht 214 über erste Detektionsdrähte 431 mit den Vorderflächenelektroden 311 der Schaltelemente 31, die an die erste Montageschicht 211 elektrisch gebondet sind, elektrisch verbunden. Die erste Detektionsschicht 214 weist die Form eines Streifens auf, der sich entlang der zweiten Richtung x2 erstreckt, und ist bei Betrachtung in Dickenrichtung z den Schaltelementen 31 zugewandt. Die erste Detektionsschicht 214 umfasst eine erste Oberarm-Detektionsschicht 214A und eine erste Unterarm-Detektionsschicht 214B.As in 15 and 18 shown is the first detection layer 214 over first detection wires 431 with the front surface electrodes 311 of the switching elements 31 that to the first assembly layer 211 are electrically bonded, electrically connected. The first detection layer 214 has the shape of a strip that extends along the second direction x2 extends, and is the switching elements when viewed in the thickness direction z 31 facing. The first detection layer 214 comprises a first upper arm detection layer 214A and a first forearm detection layer 214B ,

Wie in 8 dargestellt, ist die erste Oberarm-Detektionsschicht 214A, in der ersten Richtung x1, zwischen der ersten Oberarm-Montageschicht 211A und der ersten Oberarm-Gateschicht 213A angeordnet. Bei Betrachtung in Dickenrichtung z weist die erste Oberarm-Detektionsschicht 214A zu den Schaltelementen 31, die an die erste Oberarm-Montageschicht 211A elektrisch gebondet sind. Wie in 15 dargestellt, ist die erste Oberarm-Detektionsschicht 214A über erste Detektionsdrähte 431 mit den Vorderflächenelektroden 311 der Schaltelemente 31, die an die erste Oberarm-Montageschicht 211A elektrisch gebondet sind, elektrisch verbunden.As in 8th shown is the first upper arm detection layer 214A , in the first direction x1 , between the first upper arm assembly layer 211A and the first upper arm gate layer 213A arranged. When viewed in the thickness direction z, the first upper arm detection layer has 214A to the switching elements 31 that to the first upper arm mounting layer 211A are electrically bonded. As in 15 shown is the first upper arm detection layer 214A over first detection wires 431 with the front surface electrodes 311 of the switching elements 31 that to the first upper arm mounting layer 211A are electrically bonded, electrically connected.

Wie in 8 dargestellt, ist die erste Unterarm-Detektionsschicht 214B, in der ersten Richtung x1, zwischen der ersten Unterarm-Montageschicht 211B und der ersten Unterarm-Gateschicht 213A angeordnet. Die erste Unterarm-Detektionsschicht 214B weist die Form eines L-förmigen Streifens auf, wobei sich ein Teil in der ersten Richtung x1 erstreckt und sich ein Teil in der zweiten Richtung x2 erstreckt. Bei Betrachtung in Dickenrichtung z weist der sich in der zweiten Richtung x2 erstreckende Teil zu den Schaltelementen 31, die an die erste Unterarm-Montageschicht 211B elektrisch gebondet sind. Wie in 18 dargestellt, ist die erste Unterarm-Detektionsschicht 214B über erste Detektionsdrähte 431 mit den Vorderflächenelektroden 311 der Schaltelemente 31, die an die erste Unterarm-Montageschicht 211B elektrisch gebondet sind, elektrisch verbunden.As in 8th shown is the first forearm detection layer 214B , in the first direction x1 , between the first forearm mounting layer 211B and the first forearm gate layer 213A arranged. The first forearm detection layer 214B has the shape of an L-shaped strip, with a part in the first direction x1 extends and part in the second direction x2 extends. When viewed in the thickness direction z, it points in the second direction x2 extending part to the switching elements 31 to the first forearm mounting layer 211B are electrically bonded. As in 18 shown is the first forearm detection layer 214B over first detection wires 431 with the front surface electrodes 311 of the switching elements 31 to the first forearm mounting layer 211B are electrically bonded, electrically connected.

Wie in 8 dargestellt, wird ein Thermistor 33 an die Thermistor-Montageschicht 215 elektrisch gebondet. Die Thermistor-Montageschicht 215 ist in der Nähe einer Ecke des ersten Substrats 11A angeordnet. Die Thermistor-Montageschicht 215 ist durch die erste Oberarm-Montageschicht 211A, die erste Oberarm-Gateschicht 213A und die erste Oberarm-Detektionsschicht 214A umgeben. Die Thermistor-Montageschicht 215 weist ein Paar Abschnitte auf, die in der zweiten Richtung x2 voneinander beabstandet sind. Die positive Elektrode des Thermistors 33 ist an einen dieser Abschnitte elektrisch gebondet, während die negative Elektrode des Thermistors 33 an den anderen dieser Abschnitte elektrisch gebondet ist.As in 8th shown is a thermistor 33 to the thermistor mounting layer 215 electrically bonded. The thermistor mounting layer 215 is near a corner of the first substrate 11A arranged. The thermistor mounting layer 215 is through the first upper arm mounting layer 211A , the first upper arm gate layer 213A and the first upper arm detection layer 214A surround. The thermistor mounting layer 215 has a pair of sections facing in the second direction x2 are spaced from each other. The positive electrode of the thermistor 33 is electrically bonded to one of these sections while the negative electrode of the thermistor 33 is electrically bonded to the other of these sections.

Wie in 3 und 9 dargestellt, werden auf der Vorderfläche 111 des zweiten Substrats 11B die zweite Montageschicht 211, die zweite elektrisch leitfähige Schicht 222, eine zweite Gateschicht 223 und eine zweite Detektionsschicht 224 angeordnet. Dies sind elektrisch leitfähige Elemente, die aus einem dünnen Metallfilm, wie z.B. einer Kupferfolie, gefertigt werden. Die Flächen dieser Schicht können zum Beispiel mit Silber plattiert werden.As in 3 and 9 are shown on the front surface 111 of the second substrate 11B the second assembly layer 211 , the second electrically conductive layer 222 , a second gate layer 223 and a second detection layer 224 arranged. These are electrically conductive elements that are made from a thin metal film, such as a copper foil. The surfaces of this layer can be plated with silver, for example.

Wie in 9 dargestellt, werden Schaltelemente 31 und Schutzelemente 32 an die zweite Montageschicht 221 elektrisch gebondet. Die zweite Montageschicht 221 umfasst eine zweite Oberarm-Montageschicht 221A und eine zweite Unterarm-Montageschicht 221B.As in 9 are shown, switching elements 31 and protective elements 32 to the second assembly layer 221 electrically bonded. The second assembly layer 221 includes a second upper arm mounting layer 221A and a second forearm mounting layer 221B ,

Wie in 9 dargestellt, ist die zweite Oberarm-Montageschicht 221A zu einem Ende des zweiten Substrats 11B (obere Seite in 9) in der ersten Richtung x1 versetzt. Die zweite Oberarm-Montageschicht 221A weist die Form eines Streifens auf, der sich entlang der zweiten Richtung x2 erstreckt. Drei Schaltelemente 31 und drei Schutzelemente 32 sind an die zweite Oberarm-Montageschicht 211A elektrisch gebondet. Es ist zu beachten, dass die Anzahl von Schaltelementen 31 und die Anzahl der Schutzelemente 32, die an die zweite Oberarm-Montageschicht 221A elektrisch gebondet werden sollen, nicht auf drei beschränkt ist. Auf der zweiten Oberarm-Montageschicht 221A sind sowohl die Schaltelemente 31 als auch die Schutzelemente 32 in der zweiten Richtung x2 ausgerichtet.As in 9 shown is the second upper arm mounting layer 221A to one end of the second substrate 11B (top page in 9 ) in the first direction x1 added. The second upper arm mounting layer 221A has the shape of a strip that extends along the second direction x2 extends. Three switching elements 31 and three protective elements 32 are on the second upper arm mounting layer 211A electrically bonded. It should be noted that the number of switching elements 31 and the number of protection elements 32 attached to the second upper arm mounting layer 221A to be electrically bonded is not limited to three. On the second upper arm mounting layer 221A are both the switching elements 31 as well as the protective elements 32 in the second direction x2 aligned.

Wie in 9 dargestellt, ist die zweite Unterarm-Montageschicht 221B, in der ersten Richtung x1, zwischen der zweiten Oberarm-Montageschicht 221A und der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht 222 angeordnet. Die zweite Unterarm-Montageschicht 221B weist die Form eines Streifens auf, der sich entlang der zweiten Richtung x2 erstreckt. Drei Schaltelemente 31 und drei Schutzelemente 32 sind an die zweite Unterarm-Montageschicht 221B elektrisch gebondet. Es ist zu beachten, dass die Anzahl von Schaltelementen 31 und die Anzahl der Schutzelemente 32, die an die zweite Unterarm-Montageschicht 221B elektrisch gebondet werden sollen, nicht auf drei beschränkt ist. Auf der zweiten Unterarm-Montageschicht 221B sind sowohl die Schaltelemente 31 als auch die Schutzelemente 32 in der zweiten Richtung x2 ausgerichtet. Wie in 15 dargestellt, ist die zweite Unterarm-Montageschicht 221B über Drähte 41 mit den Vorderflächenelektroden 311 der Schaltelemente 31 und den Anodenelektroden 321 der Schutzelemente 32, die an die zweite Oberarm-Montageschicht 221A elektrisch gebondet sind, elektrisch verbunden. Die zweite Unterarm-Montageschicht 221B wird mit einem ersten Ausgangspad 221C in Form eines Streifens, der sich entlang der ersten Richtung x1 erstreckt, an einem Ende, in der zweiten Richtung x2, in der Nähe des Gehäuses 70 ausgebildet. In der zweiten Richtung x2 befindet sich das Ausgangspad 221C in der Nähe von sowohl der zweiten Oberarm-Montageschicht 221A als auch der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht 222. Das Ausgangspad 221C ist mit dem Ausgangsanschluss 25 elektrisch verbunden.As in 9 shown is the second forearm mounting layer 221B , in the first direction x1 , between the second upper arm mounting layer 221A and the second electrically conductive layer 222 arranged. The second forearm mounting layer 221B has the shape of a strip that extends along the second direction x2 extends. Three switching elements 31 and three protective elements 32 are on the second forearm mounting layer 221B electrically bonded. It should be noted that the number of switching elements 31 and the number of protection elements 32 attached to the second forearm mounting layer 221B to be electrically bonded is not limited to three. On the second forearm mounting layer 221B are both the switching elements 31 as well as the protective elements 32 in the second direction x2 aligned. As in 15 shown is the second forearm mounting layer 221B over wires 41 with the front surface electrodes 311 of the switching elements 31 and the anode electrodes 321 of the protective elements 32 attached to the second upper arm mounting layer 221A are electrically bonded, electrically connected. The second forearm mounting layer 221B comes with a first output pad 221C in the form of a strip that extends along the first direction x1 extends, at one end, in the second direction x2 , near the case 70 educated. In the second direction x2 is the output pad 221C near both of the second upper arm mounting layer 221A as well as the second electrically conductive layer 222 , The output pad 221C is with the output connector 25 electrically connected.

Wie in 9 und 18 dargestellt, ist die zweite elektrisch leitfähige Schicht 222 über Drähte 41 mit den Vorderflächenelektroden 311 der Schaltelemente 31 und den Anodenelektroden 321 der Schutzelemente 32, die an die zweite Unterarm-Montageschicht 221B elektrisch gebondet sind, elektrisch verbunden. Die zweite elektrisch leitfähige Schicht 222 ist zu dem anderen Ende des zweiten Substrats 11B (untere Seite in 9) in der ersten Richtung x1 versetzt. Die zweite elektrisch leitfähige Schicht 222 weist die Form eines Streifens auf, der sich entlang der zweiten Richtung x2 erstreckt.As in 9 and 18 shown is the second electrically conductive layer 222 over wires 41 with the front surface electrodes 311 of the switching elements 31 and the anode electrodes 321 of the protective elements 32 attached to the second forearm mounting layer 221B are electrically bonded, electrically connected. The second electrically conductive layer 222 is to the other end of the second substrate 11B (lower side in 9 ) in the first direction x1 added. The second electrically conductive layer 222 has the shape of a strip that extends along the second direction x2 extends.

Wie in 15 und 18 dargestellt, ist die zweite Gateschicht 223 über erste Gatedrähte 421 mit den Gateelektroden 313 der Schaltelemente 31, die an die zweite Montageschicht 221 elektrisch gebondet sind, elektrisch verbunden. Die zweite Gateschicht 223 weist die Form eines Streifens auf, der sich entlang der zweiten Richtung x2 erstreckt, und ist bei Betrachtung in Dickenrichtung z den Schaltelementen 31 zugewandt. Die zweite Gateschicht 223 umfasst eine zweite Oberarm-Gateschicht 223A und eine zweite Unterarm-Gateschicht 223B.As in 15 and 18 shown is the second gate layer 223 over first gate wires 421 with the gate electrodes 313 of the switching elements 31 that to the second mounting layer 221 are electrically bonded, electrically connected. The second gate layer 223 has the shape of a strip that extends along the second direction x2 extends, and when viewed in the thickness direction z the switching elements 31 facing. The second gate layer 223 includes a second upper arm gate layer 223A and a second forearm gate layer 223B ,

Wie in 9 dargestellt, ist die zweite Oberarm-Gateschicht 223A, in der ersten Richtung x1, zwischen der zweiten Oberarm-Montageschicht 221A und dem Gehäuse 70 angeordnet. Bei Betrachtung in Dickenrichtung z weist die zweite Oberarm-Gateschicht 223A zu den Schaltelementen 31, die an die zweite Oberarm-Montageschicht 221A elektrisch gebondet sind. Wie in 15 dargestellt, ist die zweite Oberarm-Gateschicht 223A über erste Gatedrähte 421 mit den Gateelektroden 313 der Schaltelemente 31, die an die zweite Oberarm-Montageschicht 221A elektrisch gebondet sind, elektrisch verbunden.As in 9 shown is the second upper arm gate layer 223A , in the first direction x1 , between the second upper arm mounting layer 221A and the housing 70 arranged. When viewed in the thickness direction z has the second upper arm gate layer 223A to the switching elements 31 attached to the second upper arm mounting layer 221A are electrically bonded. As in 15 shown is the second upper arm gate layer 223A over first gate wires 421 with the gate electrodes 313 of the switching elements 31 attached to the second upper arm mounting layer 221A are electrically bonded, electrically connected.

Wie in 9 dargestellt, ist die zweite Unterarm-Gateschicht 223B, in der ersten Richtung x1, zwischen der zweiten Unterarm-Montageschicht 221B und der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht 222 angeordnet. Bei Betrachtung in Dickenrichtung z weist die zweite Unterarm-Gateschicht 223B zu den Schaltelementen 31, die an die zweite Unterarm-Montageschicht 221B elektrisch gebondet sind. Wie in 18 dargestellt, ist die zweite Unterarm-Gateschicht 223B über erste Gatedrähte 421 mit den Gateelektroden 313 der Schaltelemente 31, die an die zweite Unterarm-Montageschicht 221B elektrisch gebondet sind, elektrisch verbunden.As in 9 shown is the second forearm gate layer 223B , in the first direction x1 , between the second forearm mounting layer 221B and the second electrically conductive layer 222 arranged. When viewed in the thickness direction z has the second forearm gate layer 223B to the switching elements 31 attached to the second forearm mounting layer 221B are electrically bonded. As in 18 shown is the second forearm gate layer 223B over first gate wires 421 with the gate electrodes 313 of the switching elements 31 attached to the second forearm mounting layer 221B are electrically bonded, electrically connected.

Wie in 15 und 18 dargestellt, ist die zweite Detektionsschicht 224 über erste Detektionsdrähte 431 mit den Vorderflächenelektroden 311 der Schaltelemente 31, die an die zweite Montageschicht 221 elektrisch gebondet sind, elektrisch verbunden. Die zweite Detektionsschicht 224 weist die Form eines Streifens auf, der sich entlang der zweiten Richtung x2 erstreckt, und ist bei Betrachtung in Dickenrichtung z den Schaltelementen 31 zugewandt. Die zweite Detektionsschicht 224 umfasst eine zweite Oberarm-Detektionsschicht 224A und eine zweite Unterarm-Detektionsschicht 224B.As in 15 and 18 shown is the second detection layer 224 over first detection wires 431 with the front surface electrodes 311 of the switching elements 31 that to the second mounting layer 221 are electrically bonded, electrically connected. The second detection layer 224 has the shape of a strip that extends along the second direction x2 extends, and is the switching elements when viewed in the thickness direction z 31 facing. The second detection layer 224 includes a second upper arm detection layer 224A and a second forearm detection layer 224B ,

Wie in 9 dargestellt, ist die zweite Oberarm-Detektionsschicht 224A, in der ersten Richtung x1, zwischen der zweiten Oberarm-Montageschicht 221A und der zweiten Oberarm-Gateschicht 223A angeordnet. Bei Betrachtung in Dickenrichtung z weist die zweite Oberarm-Detektionsschicht 224A zu den Schaltelementen 31, die an die zweite Oberarm-Montageschicht 221A elektrisch gebondet sind. Wie in 15 dargestellt, ist die zweite Oberarm-Detektionsschicht 224A über erste Detektionsdrähte 431 mit den Vorderflächenelektroden 311 der Schaltelemente 31, die an die zweite Oberarm-Montageschicht 221A elektrisch gebondet sind, elektrisch verbunden.As in 9 shown is the second upper arm detection layer 224A , in the first direction x1 , between the second upper arm mounting layer 221A and the second upper arm gate layer 223A arranged. When viewed in the thickness direction z has the second upper arm detection layer 224A to the switching elements 31 attached to the second upper arm mounting layer 221A are electrically bonded. As in 15 shown is the second upper arm detection layer 224A over first detection wires 431 with the front surface electrodes 311 of the switching elements 31 attached to the second upper arm mounting layer 221A are electrically bonded, electrically connected.

Wie in 9 dargestellt, ist die zweite Unterarm-Detektionsschicht 224B, in der ersten Richtung x1, zwischen der zweiten Unterarm-Montageschicht 221B und der zweiten Unterarm-Gateschicht 223B angeordnet. Bei Betrachtung in Dickenrichtung z weist die zweite Unterarm-Detektionsschicht 224B zu den Schaltelementen 31, die an die zweite Unterarm-Montageschicht 221B elektrisch gebondet sind. Wie in 18 dargestellt, ist die zweite Unterarm-Detektionsschicht 224B über erste Detektionsdrähte 431 mit den Vorderflächenelektroden 311 der Schaltelemente 31, die an die zweite Unterarm-Montageschicht 221B elektrisch gebondet sind, elektrisch verbunden.As in 9 shown is the second forearm detection layer 224B , in the first direction x1 , between the second forearm mounting layer 221B and the second forearm gate layer 223B arranged. When viewed in the thickness direction z, the second forearm detection layer has 224B to the switching elements 31 attached to the second forearm mounting layer 221B are electrically bonded. As in 18 shown is the second forearm detection layer 224B over first detection wires 431 with the front surface electrodes 311 of the switching elements 31 attached to the second forearm mounting layer 221B are electrically bonded, electrically connected.

Wie in 3 und 10 dargestellt, werden auf der Vorderfläche 111 des dritten Substrats 11C die dritte Montageschicht 231, die dritte elektrisch leitfähige Schicht 232, eine dritte Gateschicht 233 und eine dritte Detektionsschicht 234 angeordnet. Dies sind elektrisch leitfähige Elemente, die aus einem dünnen Metallfilm, wie z.B. einer Kupferfolie, gefertigt werden. Die Flächen dieser Schicht können zum Beispiel mit Silber plattiert werden.As in 3 and 10 are shown on the front surface 111 of the third substrate 11C the third assembly layer 231 , the third electrically conductive layer 232 , a third gate layer 233 and a third detection layer 234 arranged. These are electrically conductive elements that are made from a thin metal film, such as a copper foil. The surfaces of this layer can be plated with silver, for example.

Wie in 10 dargestellt, werden die Schaltelemente 31 und Schutzelemente 32 an die dritte Montageschicht 231 elektrisch gebondet. Die dritte Montageschicht 231 umfasst eine dritte Oberarm-Montageschicht 231A und eine dritte Unterarm-Montageschicht 231B.As in 10 shown, the switching elements 31 and protective elements 32 to the third assembly layer 231 electrically bonded. The third assembly layer 231 includes a third upper arm mounting layer 231A and a third forearm mounting layer 231B ,

Wie in 10 dargestellt, ist die dritte Oberarm-Montageschicht 231A zu einem Ende des dritten Substrats 11C (obere Seite in 10) in der ersten Richtung x1 versetzt. Die dritte Oberarm-Montageschicht 231A weist die Form eines Streifens auf, der sich entlang der zweiten Richtung x2 erstreckt. Zwei Schaltelemente 31 und zwei Schutzelemente 32 sind an die dritte Oberarm-Montageschicht 231A elektrisch gebondet. Es ist zu beachten, dass die Anzahl von Schaltelementen 31 und die Anzahl der Schutzelemente 32, die an die dritte Oberarm-Montageschicht 231A elektrisch gebondet werden sollen, nicht auf zwei beschränkt ist. Auf der dritten Oberarm-Montageschicht 231A sind sowohl die Schaltelemente 31 als auch die Schutzelemente 32 in der zweiten Richtung x2 ausgerichtet.As in 10 shown is the third upper arm mounting layer 231A to one end of the third substrate 11C (top page in 10 ) in the first direction x1 added. The third upper arm mounting layer 231A has the shape of a strip that extends along the second direction x2 extends. Two switching elements 31 and two protective elements 32 are on the third upper arm mounting layer 231A electrically bonded. It should be noted that the number of switching elements 31 and the number of protection elements 32 that to the third upper arm mounting layer 231A to be electrically bonded is not limited to two. On the third upper arm mounting layer 231A are both the switching elements 31 as well as the protective elements 32 in the second direction x2 aligned.

Wie in 10 dargestellt, ist die dritte Unterarm-Montageschicht 231B, in der ersten Richtung x1, zwischen der dritten Oberarm-Montageschicht 231A und der dritten elektrisch leitfähigen Schicht 232 angeordnet. Die dritte Unterarm-Montageschicht 231B weist die Form eines Streifens auf, der sich entlang der zweiten Richtung x2 erstreckt. Zwei Schaltelemente 31 und zwei Schutzelemente 32 sind an die dritte Unterarm-Montageschicht 231B elektrisch gebondet. Es ist zu beachten, dass die Anzahl von Schaltelementen 31 und die Anzahl von Schutzelementen 32, die an die dritten Oberarm-Montageschicht 231B elektrisch gebondet werden sollen, nicht auf zwei beschränkt ist. Auf der dritten Unterarm-Montageschicht 231B sind sowohl die Schaltelemente 31 als auch die Schutzelemente 32 in der zweiten Richtung x2 ausgerichtet. Wie in 15 dargestellt, ist die dritte Unterarm-Montageschicht 231B über Drähte 41 mit den Vorderflächenelektroden 311 der Schaltelemente 31 und den Anodenelektroden 321 der Schutzelemente 32, die an die dritte Oberarm-Montageschicht 231A elektrisch gebondet sind, elektrisch verbunden.As in 10 shown is the third forearm mounting layer 231B , in the first direction x1 , between the third upper arm mounting layer 231A and the third electrically conductive layer 232 arranged. The third forearm mounting layer 231B has the shape of a strip that extends along the second direction x2 extends. Two switching elements 31 and two protective elements 32 are on the third forearm mounting layer 231B electrically bonded. It should be noted that the number of switching elements 31 and the number of protection elements 32 that to the third upper arm mounting layer 231B to be electrically bonded is not limited to two. On the third forearm mounting layer 231B are both the switching elements 31 as well as the protective elements 32 in the second direction x2 aligned. As in 15 shown is the third forearm mounting layer 231B over wires 41 with the front surface electrodes 311 of the switching elements 31 and the anode electrodes 321 of the protective elements 32 that to the third upper arm mounting layer 231A are electrically bonded, electrically connected.

Wie in 10 und 18 dargestellt, ist die dritte elektrisch leitfähige Schicht 232 über Drähte 41 mit den Vorderflächenelektroden 311 der Schaltelemente 31 und den Anodenelektroden 321 der Schutzelemente 32, die an die dritte Unterarm-Montageschicht 231B elektrisch gebondet sind, elektrisch verbunden. Die dritte elektrisch leitfähige Schicht 232 ist zu dem anderen Ende des dritten Substrats 11C (untere Seite in 10) in der ersten Richtung x1 versetzt. Die dritte elektrisch leitfähige Schicht 232 weist die Form eines Streifens auf, der sich entlang der zweiten Richtung x2 erstreckt.As in 10 and 18 shown is the third electrically conductive layer 232 over wires 41 with the front surface electrodes 311 of the switching elements 31 and the anode electrodes 321 of the protective elements 32 that to the third forearm mounting layer 231B are electrically bonded, electrically connected. The third electrically conductive layer 232 is to the other end of the third substrate 11C (lower side in 10 ) in the first direction x1 added. The third electrically conductive layer 232 has the shape of a strip that extends along the second direction x2 extends.

Wie in 15 und 18 dargestellt, ist die dritte Gateschicht 233 über erste Gatedrähte 421 mit den Gateelektroden 313 der Schaltelemente 31, die an die dritte Montageschicht 231 elektrisch gebondet sind, elektrisch verbunden. Die dritte Gateschicht 233 weist die Form eines Streifens auf, der sich entlang der zweiten Richtung x2 erstreckt, und ist bei Betrachtung in Dickenrichtung z den Schaltelementen 31 zugewandt. Die dritte Gateschicht 233 umfasst eine dritte Oberarm-Gateschicht 233A und eine dritte Unterarm-Gateschicht 233B. As in 15 and 18 shown is the third gate layer 233 over first gate wires 421 with the gate electrodes 313 of the switching elements 31 that to the third assembly layer 231 are electrically bonded, electrically connected. The third gate layer 233 has the shape of a strip that extends along the second direction x2 extends, and is the switching elements when viewed in the thickness direction z 31 facing. The third gate layer 233 includes a third upper arm gate layer 233A and a third forearm gate layer 233B ,

Wie in 10 dargestellt, ist die dritte Oberarm-Gateschicht 233A, in der ersten Richtung x1, zwischen der dritten Oberarm-Montageschicht 231A und dem Gehäuse 70 angeordnet. Bei Betrachtung in Dickenrichtung z weist die dritte Oberarm-Gateschicht 233A zu den Schaltelementen 31, die an die dritte Oberarm-Montageschicht 231A elektrisch gebondet sind. Wie in 15 dargestellt, ist die dritte Oberarm-Gateschicht 233A über erste Gatedrähte 421 mit den Gateelektroden 313 der Schaltelemente 31, die an die dritte Oberarm-Montageschicht 231A elektrisch gebondet sind, elektrisch verbunden.As in 10 shown is the third upper arm gate layer 233A , in the first direction x1 , between the third upper arm mounting layer 231A and the housing 70 arranged. When viewed in the thickness direction z, the third upper arm gate layer has 233A to the switching elements 31 that to the third upper arm mounting layer 231A are electrically bonded. As in 15 shown is the third upper arm gate layer 233A over first gate wires 421 with the gate electrodes 313 of the switching elements 31 that to the third upper arm mounting layer 231A are electrically bonded, electrically connected.

Wie in 10 dargestellt, ist die dritte Unterarm-Gateschicht 233B, in der ersten Richtung x1, zwischen der dritten Unterarm-Montageschicht 231B und der dritten elektrisch leitfähigen Schicht 232 angeordnet. Die dritte Unterarm-Gateschicht 233B weist die Form eines L-förmigen Streifens auf, wobei sich ein Teil in der ersten Richtung x1 erstreckt und ein Teil sich in der zweiten Richtung x2 erstreckt. Bei Betrachtung in Dickenrichtung z weist der sich in der zweiten Richtung x2 erstreckende Teil zu den Schaltelementen 31, die an die dritte Unterarm-Montageschicht 231B elektrisch gebondet sind. Wie in 18 dargestellt, ist die dritte Unterarm-Gateschicht 233B über erste Gatedrähte 421 mit den Gateelektroden 313 der Schaltelemente 31, die an die dritte Unterarm-Montageschicht 231B elektrisch gebondet sind, elektrisch verbunden.As in 10 shown is the third forearm gate layer 233B , in the first direction x1 , between the third forearm mounting layer 231B and the third electrically conductive layer 232 arranged. The third forearm gate layer 233B has the shape of an L-shaped strip, with a part in the first direction x1 extends and part extends in the second direction x2 extends. When viewed in the thickness direction z, it points in the second direction x2 extending part to the switching elements 31 that to the third forearm mounting layer 231B are electrically bonded. As in 18 shown is the third forearm gate layer 233B over first gate wires 421 with the gate electrodes 313 of the switching elements 31 that to the third forearm mounting layer 231B are electrically bonded, electrically connected.

Wie in 15 und 18 dargestellt, ist die dritte Detektionsschicht 234 über erste Detektionsdrähte 431 mit den Vorderflächenelektroden 311 der Schaltelemente 31, die an die dritte Montageschicht 231 elektrisch gebondet sind, elektrisch verbunden. Die dritte Detektionsschicht 234 weist die Form eines Streifens auf, der sich entlang der zweiten Richtung x2 erstreckt, und ist bei Betrachtung in Dickenrichtung z den Schaltelementen 31 zugewandt. Die dritte Detektionsschicht 234 umfasst eine dritte Oberarm-Detektionsschicht 234A und eine dritte Unterarm-Detektionsschicht 234B.As in 15 and 18 shown is the third detection layer 234 over first detection wires 431 with the front surface electrodes 311 of the switching elements 31 that to the third assembly layer 231 are electrically bonded, electrically connected. The third detection layer 234 has the shape of a strip that extends along the second direction x2 extends, and is the switching elements when viewed in the thickness direction z 31 facing. The third detection layer 234 includes a third upper arm detection layer 234A and a third forearm detection layer 234B ,

Wie in 10 dargestellt, ist die dritte Oberarm-Detektionsschicht 234A, in der ersten Richtung x1, zwischen der dritten Oberarm-Montageschicht 231A und der dritten Oberarm-Gateschicht 233A angeordnet. Bei Betrachtung in ‚Dickenrichtung z weist die dritte Oberarm-Detektionsschicht 234A zu den Schaltelementen 31, die an die dritte Oberarm-Montageschicht 231A elektrisch gebondet sind. Wie in 15 dargestellt, ist die dritte Oberarm-Detektionsschicht 234A über erste Detektionsdrähte 431 mit den Vorderflächenelektroden 311 der Schaltelemente 31, die an die dritte Oberarm-Montageschicht 231A elektrisch gebondet sind, elektrisch verbunden.As in 10 shown is the third upper arm detection layer 234A , in the first direction x1 , between the third upper arm mounting layer 231A and the third upper arm gate layer 233A arranged. When viewed in the 'thickness direction z, the third upper arm detection layer points 234A to the switching elements 31 that to the third upper arm mounting layer 231A are electrically bonded. As in 15 shown is the third upper arm detection layer 234A over first detection wires 431 with the front surface electrodes 311 of the switching elements 31 that to the third upper arm mounting layer 231A are electrically bonded, electrically connected.

Wie in 10 dargestellt, ist die dritte Unterarm-Detektionsschicht 234B, in der ersten Richtung x1, zwischen der dritten Unterarm-Montageschicht 231B und der dritten Unterarm-Gateschicht 233B angeordnet. Bei Betrachtung in Dickenrichtung z weist die dritte Unterarm-Detektionsschicht 234B zu den Schaltelementen 31, die an die dritte Unterarm-Montageschicht 231B elektrisch gebondet sind. Wie in 18 dargestellt, ist die dritte Unterarm-Detektionsschicht 234B über erste Detektionsdrähte 431 mit den Vorderflächenelektroden 311 der Schaltelemente 31, die an die dritte Unterarm-Montageschicht 231B elektrisch gebondet sind, elektrisch verbunden.As in 10 shown is the third forearm detection layer 234B , in the first direction x1 , between the third forearm mounting layer 231B and the third forearm gate layer 233B arranged. When viewed in the thickness direction z, the third forearm detection layer points 234B to the switching elements 31 that to the third forearm mounting layer 231B are electrically bonded. As in 18 shown is the third forearm detection layer 234B over first detection wires 431 with the front surface electrodes 311 of the switching elements 31 that to the third forearm mounting layer 231B are electrically bonded, electrically connected.

Die erste Oberarm-Montageschicht 211A, die zweite Oberarm-Montageschicht 221A und die dritte Oberarm-Montageschicht 231A entsprechen jeweils Abschnitten der „Oberarm-Montageschicht“, wie in den beigefügten Ansprüchen der vorliegenden Offenbarung dargelegt. Die erste Unterarm-Montageschicht 211B, die zweite Unterarm-Montageschicht 221B und die dritte Unterarm-Montageschicht 231B entsprechen jeweils Abschnitten der „Unterarm-Montageschicht“, wie in den beigefügten Ansprüchen der vorliegenden Offenbarung dargelegt.The first upper arm mounting layer 211A , the second upper arm mounting layer 221A and the third upper arm mounting layer 231A each correspond to portions of the "upper arm mounting layer" as set out in the accompanying claims of the present disclosure. The first forearm mounting layer 211B , the second forearm mounting layer 221B and the third forearm mounting layer 231B each correspond to portions of the "forearm mounting layer" as set out in the appended claims of the present disclosure.

Wie in 2 und 3 dargestellt, ist der Versorgungsanschluss 24 ein Element eines externen Verbindungsanschlusses, das im Halbleiterbauelement A10 bereitgestellt ist. Wie vorstehend beschrieben, umfasst der Versorgungsanschluss 24 einen ersten Versorgungsanschluss 24A und einen zweiten Versorgungsanschluss 24B. Der Versorgungsanschluss 24 wird am Gehäuse 70 gestützt und mit einer Gleichstromversorgung verbunden, die außerhalb des Halbleiterbauelements A10 angeordnet ist. Der Versorgungsanschluss 24 ist aus einer dünnen Metallplatte, wie z.B. einer Kupferplatte, gefertigt. Die Fläche der dünnen Metallplatte kann mit Nickel (Ni) plattiert werden. Der erste Versorgungsanschluss 24A ist die positive Elektrode (P-Anschluss) des Halbleiterbauelements A10. Der zweite Versorgungsanschluss 24B ist die negative Elektrode (N-Anschluss) des Halbleiterbauelements A10. Der erste Versorgungsanschluss 24A und der zweite Versorgungsanschluss 24B sind in der ersten Richtung x1 voneinander beabstandet. Der erste Versorgungsanschluss 24A und der zweite Versorgungsanschluss 24B weisen die gleiche Form auf.As in 2 and 3 shown is the supply connection 24 an element of an external connection terminal that is in the semiconductor device A10 is provided. As described above, the supply connection includes 24 a first supply connection 24A and a second supply connection 24B , The supply connection 24 is on the housing 70 supported and connected to a DC power supply that is outside the semiconductor device A10 is arranged. The supply connection 24 is made of a thin metal plate, such as a copper plate. The surface of the thin metal plate can be plated with nickel (Ni). The first supply connection 24A is the positive electrode (P connection) of the semiconductor component A10 , The second supply connection 24B is the negative electrode (N connection) of the semiconductor component A10 , The first supply connection 24A and the second supply connection 24B are in the first direction x1 spaced from each other. The first supply connection 24A and the second supply connection 24B have the same shape.

Wie in 11 dargestellt, ist der Versorgungsanschluss 24 zu einer Hakenform gebogen, wenn in erster Richtung x1 betrachtet. Der Versorgungsanschluss 24 ist mit einem Kopplungsloch 241 ausgebildet, das den Anschluss in Dickenrichtung z an einem Abschnitt, der nach außen des Halbleiterbauelements A10 freigelegt ist, durchdringt und sich senkrecht zur Dickenrichtung z erstreckt. Ein Befestigungselement, wie z.B. ein Bolzen, wird in das Kopplungsloch 241 eingeführt. Wie in 8 dargestellt, wird ein Verbindungselement 242 mit einer elektrischen Leitfähigkeit mit einem Abschnitt des Versorgungsanschlusses 24, der im Inneren des Gehäuses 70 angeordnet ist und sich senkrecht zur Dickenrichtung z erstreckt, verbunden. Zum Beispiel umfasst das Verbindungselement 242 mehrere Drähte, die aus Aluminium (Al) gefertigt sind. Das Verbindungselement 242, das mit dem ersten Versorgungsanschluss 24A verbunden wird, wird an seinem anderen Ende mit dem Versorgungspad 211C der ersten Oberarm-Montageschicht 211A verbunden. Daher ist bei diesem Verbindungselement 242 der erste Versorgungsanschluss 24A mit der ersten Oberarm-Montageschicht 211A elektrisch verbunden. Das Verbindungselement 242, das mit dem zweiten Versorgungsanschluss 24B verbunden wird, wird an seinem anderen Ende mit dem zweiten Versorgungspad 212A der ersten elektrisch leitfähigen Schicht 212 verbunden. Daher ist bei diesem Verbindungselement 242 der zweite Versorgungsanschluss 24B mit der ersten elektrisch leitfähigen Schicht 212 elektrisch verbunden. As in 11 shown is the supply connection 24 bent into a hook shape when in the first direction x1 considered. The supply connection 24 is with a coupling hole 241 formed, the connection in the thickness direction z on a portion that faces the outside of the semiconductor component A10 is exposed, penetrates and extends perpendicular to the thickness direction z. A fastener, such as a bolt, is inserted into the coupling hole 241 introduced. As in 8th is shown, a connecting element 242 with an electrical conductivity with a section of the supply connection 24 that is inside the case 70 is arranged and extends perpendicular to the thickness direction z, connected. For example, the connector includes 242 several wires made of aluminum (Al). The connecting element 242 that with the first supply connection 24A is connected to the supply pad at its other end 211C the first upper arm mounting layer 211A connected. Therefore, this connector 242 the first supply connection 24A with the first upper arm mounting layer 211A electrically connected. The connecting element 242 that with the second supply connection 24B is connected at its other end to the second supply pad 212A the first electrically conductive layer 212 connected. Therefore, this connector 242 the second supply connection 24B with the first electrically conductive layer 212 electrically connected.

Wie in 2 und 3 dargestellt, ist der Ausgangsanschluss 25 ein Element eines externen Verbindungsanschlusses, das in dem Halbleiterbauelement A10 bereitgestellt ist. Der Ausgangsanschluss 25 wird in zwei unterteilt, nämlich einen ersten Ausgangsanschluss 25A und eine zweiten Ausgangsanschluss 25B. Es ist zu beachten, dass der Ausgangsanschluss 25 als eine einzelne Einheit ausgelegt werden kann, die nicht in mehrere Teile unterteilt ist. Der Ausgangsanschluss 25 wird am Gehäuse 70 gestützt und mit einem Antriebsziel, wie z.B. einem Motor, das außerhalb des Halbleiterbauelements A10 angeordnet ist, verbunden. Der Ausgangsanschluss 25 ist gegenüber dem Versorgungsanschlusses 24 quer über dem Substrat 11 in der zweiten Richtung x2 angeordnet. Der Ausgangsanschluss 25 wird aus demselben dünnen Metallfilm gefertigt wie der Versorgungsanschluss 24. Die Fläche der dünnen Metallplatte kann mit Nickel plattiert werden. Der erste Ausgangsanschluss 25A und der zweite Ausgangsanschluss 25B werden parallel mit der zweiten Unterarm-Montageschicht 221B verbunden. Der erste Ausgangsanschluss 25A und der zweite Ausgangsanschluss 25B werden mit einem Antriebsziel des Halbleiterbauelements A10, das extern angeordnet ist, verbunden. In der zweiten Richtung x2 ist der erste Ausgangsanschluss 25A dem ersten Versorgungsanschluss 24A zugewandt, während der zweite Ausgangsanschluss 25B dem zweiten Versorgungsanschluss 24B zugewandt ist. Der erste Ausgangsanschluss 25A und der zweite Ausgangsanschluss 25B sind in der ersten Richtung x1 voneinander beabstandet. Der erste Ausgangsanschluss 25A und der zweite Ausgangsanschluss 25B weisen die gleiche Form auf.As in 2 and 3 shown is the output connector 25 an element of an external connection terminal that is in the semiconductor device A10 is provided. The output connector 25 is divided into two, namely a first output connection 25A and a second output port 25B , It should be noted that the output connection 25 can be designed as a single unit that is not divided into several parts. The output connector 25 is on the housing 70 supported and with a drive target, such as a motor, outside of the semiconductor device A10 is arranged, connected. The output connector 25 is opposite the supply connection 24 across the substrate 11 in the second direction x2 arranged. The output connector 25 is made from the same thin metal film as the supply connection 24 , The surface of the thin metal plate can be plated with nickel. The first output port 25A and the second output port 25B are in parallel with the second forearm mounting layer 221B connected. The first output port 25A and the second output port 25B with a drive target of the semiconductor device A10 , which is arranged externally. In the second direction x2 is the first output connector 25A the first supply connection 24A facing while the second output port 25B the second supply connection 24B is facing. The first output port 25A and the second output port 25B are in the first direction x1 spaced from each other. The first output port 25A and the second output port 25B have the same shape.

Wie in 11 dargestellt, ist der Ausgangsanschluss 25 zu einer Hakenform gebogen, wenn in erster Richtung x1 betrachtet. Der Ausgangsanschluss 25 ist mit einem Kopplungsloch 251 ausgebildet, das den Anschluss in Dickenrichtung z an einem Abschnitt, der nach außen des Halbleiterbauelements A10 freigelegt ist, durchdringt und sich senkrecht zur Dickenrichtung z erstreckt. Ein Befestigungselement, wie z.B. ein Bolzen, wird in das Kopplungsloch 251 eingeführt. Wie in 9 dargestellt, wird ein Verbindungselement 252 mit einer elektrischen Leitfähigkeit mit einem Abschnitt des Ausgangsanschlusses 25, der im Inneren des Gehäuses 70 angeordnet ist und sich senkrecht zur Dickenrichtung z erstreckt, verbunden. Zum Beispiel umfasst das Verbindungselement 252 mehrere Drähte, die aus Aluminium gefertigt sind. Das mit dem Ausgangsanschluss 25 verbundene Verbindungselement 252 ist an seinem anderen Ende mit dem Ausgangspad 221C der zweiten Unterarm-Montageschicht 221B verbunden, das auf dem zweiten Substrat 11B angeordnet ist. Daher ist bei dem Verbindungselement 25 der Ausgangsanschluss 25 mit der zweiten Unterarm-Montageschicht 221B elektrisch verbunden.As in 11 shown is the output connector 25 bent into a hook shape when in the first direction x1 considered. The output connector 25 is with a coupling hole 251 formed the connection in the thickness direction z on a section facing the outside of the semiconductor device A10 is exposed, penetrates and extends perpendicular to the thickness direction z. A fastener, such as a bolt, is inserted into the coupling hole 251 introduced. As in 9 is shown, a connecting element 252 with electrical conductivity with a portion of the output connector 25 that is inside the case 70 is arranged and extends perpendicular to the thickness direction z, connected. For example, the connector includes 252 several wires that are made of aluminum. The one with the output connector 25 connected connecting element 252 is at its other end with the output pad 221C the second forearm mounting layer 221B connected that on the second substrate 11B is arranged. Therefore, the connecting element 25 the output connector 25 with the second forearm mounting layer 221B electrically connected.

Wie in 10 dargestellt, verbindet das elektrisch leitfähige Verbindungselement 261 die erste Montageschicht 211 und die dritte Montageschicht 231 miteinander, und verbindet auch die zweite Montageschicht 221 und die dritte Montageschicht 231 miteinander. Daher sind die erste Montageschicht 211, die zweite Montageschicht 221 und die dritte Montageschicht 231 miteinander über das elektrisch leitfähige Verbindungselement 261 elektrisch verbunden. Außerdem verbindet, wie in 10 dargestellt, das elektrisch leitfähige Verbindungselement 261 die erste elektrisch leitfähige Schicht 212 und die dritte elektrisch leitfähige Schicht 232 miteinander, und verbindet auch die zweite elektrisch leitfähige Schicht 222 und die dritte elektrisch leitfähige Schicht 232 miteinander. Daher sind die erste elektrisch leitfähige Schicht 212, die zweite elektrisch leitfähige Schicht 222 und die dritte elektrisch leitfähige Schicht 232 miteinander über das elektrisch leitfähige Verbindungselement 261 elektrisch verbunden. Zum Beispiel umfasst das elektrisch leitfähige Verbindungselement 261 mehrere Drähte, die aus Aluminium gefertigt sind.As in 10 shown, connects the electrically conductive connecting element 261 the first assembly layer 211 and the third assembly layer 231 with each other, and also connects the second assembly layer 221 and the third assembly layer 231 together. Therefore, the first assembly layer 211 , the second mounting layer 221 and the third assembly layer 231 with each other via the electrically conductive connecting element 261 electrically connected. In addition, as in 10 shown, the electrically conductive connecting element 261 the first electrically conductive layer 212 and the third electrically conductive layer 232 with each other, and also connects the second electrically conductive layer 222 and the third electrically conductive layer 232 together. Therefore, the first electrically conductive layer 212 , the second electrically conductive layer 222 and the third electrically conductive layer 232 with each other via the electrically conductive connecting element 261 electrically connected. For example, includes the electrically conductive connector 261 several wires that are made of aluminum.

Wie in 10 dargestellt, umfasst das elektrisch leitfähige Verbindungselement 261 einen ersten Teil 261A, einen zweiten Teil 261B und einen dritten Teil 261C. Alle von dem ersten Teil 261A, dem zweiten Teil 261B und dem dritten Teil 261v erstrecken sich in der zweiten Richtung x2. Der erste Teil 261A verbindet die erste Oberarm-Montageschicht 211A und die dritte Oberarm-Montageschicht 231A miteinander, und verbindet auch die zweite Oberarm-Montageschicht 221A und die dritte Oberarm-Montageschicht 231A miteinander. Daher sind die erste Oberarm-Montageschicht 211A und die zweite Oberarm-Montageschicht 221A über den ersten Teil 261A elektrisch miteinander verbunden. Der zweite Teil 261B verbindet die erste Unterarm-Montageschicht 211B und die dritte Unterarm-Montageschicht 231B miteinander, und verbindet auch die zweite Unterarm-Montageschicht 221B und die dritte Unterarm-Montageschicht 231B miteinander. Daher sind die erste Unterarm-Montageschicht 211B und die zweite Unterarm-Montageschicht 221B über den zweiten Teil 261B elektrisch miteinander verbunden. Der dritte Teil 261C verbindet die erste elektrisch leitfähige Schicht 212 und die dritte elektrisch leitfähige Schicht 232 miteinander, und verbindet auch die zweite elektrisch leitfähige Schicht 222 und die dritte elektrisch leitfähige Schicht 232 miteinander. Daher sind die erste elektrisch leitfähige Schicht 212 und die zweite elektrisch leitfähige Schicht 222 über den dritten Teil 261C elektrisch miteinander verbunden.As in 10 shown, comprises the electrically conductive connecting element 261 one first part 261A , a second part 261B and a third part 261C , All of the first part 261A , the second part 261B and the third part 261v extend in the second direction x2 , The first part 261A connects the first upper arm assembly layer 211A and the third upper arm mounting layer 231A with each other, and also connects the second upper arm mounting layer 221A and the third upper arm mounting layer 231A together. Hence the first upper arm mounting layer 211A and the second upper arm mounting layer 221A about the first part 261A electrically connected to each other. The second part 261B connects the first forearm mounting layer 211B and the third forearm mounting layer 231B with each other, and also connects the second forearm mounting layer 221B and the third forearm mounting layer 231B together. Hence the first forearm mounting layer 211B and the second forearm mounting layer 221B about the second part 261B electrically connected to each other. The third part 261C connects the first electrically conductive layer 212 and the third electrically conductive layer 232 with each other, and also connects the second electrically conductive layer 222 and the third electrically conductive layer 232 together. Therefore, the first electrically conductive layer 212 and the second electrically conductive layer 222 about the third part 261C electrically connected to each other.

Wie in 10 dargestellt, verbinden erste elektrisch leitfähige Verbindungselemente 262 die erste Gateschicht 213 und die dritte Gateschicht 233 miteinander, und verbinden auch die zweite Gateschicht 223 und die dritte Gateschicht 233 miteinander. Daher sind die erste Gateschicht t 213, die zweite Gateschicht 223 und die dritte Gateschicht 233 über die ersten elektrisch leitfähigen Elemente 262 elektrisch miteinander verbunden. Zum Beispiel sind die ersten elektrisch leitfähigen Verbindungselemente 262 Drähte, die aus Aluminium gefertigt sind. Alle von den ersten elektrisch leitfähigen Elementen 262 erstrecken sich in der zweiten Richtung x2 und können aus vier ersten elektrisch leitfähigen Elementen 262 bestehen. Das erste von den ersten elektrisch leitfähigen Elementen 262 verbindet die erste Oberarm-Gateschicht 213A und die dritte Oberarm-Gateschicht 244A. Das zweite von den ersten elektrisch leitfähigen Elementen 262 verbindet die zweite Oberarm-Gateschicht 223A und die dritte Oberarm-Gateschicht 244A. Das dritte von den ersten elektrisch leitfähigen Elementen 262 verbindet die erste Unterarm-Gateschicht 213B und die dritte Unterarm-Gateschicht 244A. Das vierte von den ersten elektrisch leitfähigen Elementen 262 verbindet die zweite Unterarm-Gateschicht 223B und die dritte Unterarm-Gateschicht 244A.As in 10 shown, connect first electrically conductive connecting elements 262 the first gate layer 213 and the third gate layer 233 with each other, and also connect the second gate layer 223 and the third gate layer 233 together. Therefore, the first gate layer is t 213 , the second gate layer 223 and the third gate layer 233 about the first electrically conductive elements 262 electrically connected to each other. For example, the first are electrically conductive connectors 262 Wires made of aluminum. All of the first electrically conductive elements 262 extend in the second direction x2 and can consist of four first electrically conductive elements 262 consist. The first of the first electrically conductive elements 262 connects the first upper arm gate layer 213A and the third upper arm gate layer 244A , The second of the first electrically conductive elements 262 connects the second upper arm gate layer 223A and the third upper arm gate layer 244A , The third of the first electrically conductive elements 262 connects the first forearm gate layer 213B and the third forearm gate layer 244A , The fourth of the first electrically conductive elements 262 connects the second forearm gate layer 223B and the third forearm gate layer 244A ,

Wie in 10 dargestellt, verbinden zweite elektrisch leitfähige Verbindungselemente 263 die erste Detektionsschicht 214 und die dritte Detektionsschicht 234 miteinander, und verbinden auch die zweite Detektionsschicht 224 und die dritte Detektionsschicht 234 miteinander. Daher sind die erste Detektionsschicht t 214, die zweite Detektionsschicht 224 und die dritte Detektionsschicht 234 über die zweiten elektrisch leitfähigen Elemente 263 elektrisch miteinander verbunden. Zum Beispiel sind die zweiten elektrisch leitfähigen Verbindungselemente 263 Drähte, die aus Aluminium gefertigt sind. Alle von den zweiten elektrisch leitfähigen Elementen 263 erstrecken sich in der zweiten Richtung x2 und können aus vier zweiten elektrisch leitfähigen Elementen 263 bestehen. Das erste von den zweiten elektrisch leitfähigen Elementen 263 verbindet die erste Oberarm-Detektionsschicht 214A und die dritte Oberarm-Detektionsschicht 234A. Das zweite von den zweiten elektrisch leitfähigen Elementen 263 verbindet die zweite Oberarm-Detektionsschicht 224A und die dritte Oberarm-Detektionsschicht 234A. Das dritte von den zweiten elektrisch leitfähigen Elementen 263 verbindet die erste Unterarm-Detektionsschicht 214B und die dritte Unterarm-Detektionsschicht 234B. Das vierte von den zweiten elektrisch leitfähigen Elementen 263 verbindet die zweite Unterarm-Detektionsschicht 224B und die dritte Unterarm-Detektionsschicht 234B.As in 10 shown, connect second electrically conductive connecting elements 263 the first detection layer 214 and the third detection layer 234 with each other, and also connect the second detection layer 224 and the third detection layer 234 together. Therefore, the first detection layer is t 214 , the second detection layer 224 and the third detection layer 234 via the second electrically conductive elements 263 electrically connected to each other. For example, the second electrically conductive connection elements 263 Wires made of aluminum. All of the second electrically conductive elements 263 extend in the second direction x2 and can consist of four second electrically conductive elements 263 consist. The first of the second electrically conductive elements 263 connects the first upper arm detection layer 214A and the third upper arm detection layer 234A , The second of the second electrically conductive elements 263 connects the second upper arm detection layer 224A and the third upper arm detection layer 234A , The third of the second electrically conductive elements 263 connects the first forearm detection layer 214B and the third forearm detection layer 234B , The fourth of the second electrically conductive elements 263 connects the second forearm detection layer 224B and the third forearm detection layer 234B ,

Wie in 2 bis 4 dargestellt, ist ein Gateanschluss 27 ein Element eines externen Verbindungsanschlusses, das in dem Halbleiterbauelement A10 bereitgestellt ist. Der Gateanschluss 27 wird mit einer extern angeordneten Treiberschaltung (z.B. Gatetreiber) für das Halbleiterbauelement A10 verbunden. Der Gateanschluss 27 ist derart angeordnet, dass er dem Substrat 11 bei Betrachtung in Dickenrichtung z zugewandt ist, und wird auf dem Gehäuse 70 gestützt. Der Gateanschluss 27 steht in derselben Richtung hervor, in die die Vorderfläche 111 des Substrats 11 weist (entlang der Dickenrichtung z). Zum Beispiel weist der Gateanschluss 27 die Form eines Metallstabs auf, der aus Kupfer gefertigt ist. Die Fläche des Metallstabs ist mit Zinn (Sn) plattiert. Eine Nickel-Plattierung kann zwischen der Fläche des Metallstabs und der Zinnplattierung bereitgestellt werden. Wie in 12 dargestellt, ist der Gateanschluss 27 zu einer Hakenform an seinem Ende, das sich in Dickenrichtung z näher dem Substrat 11 befindet, gebogen, wodurch er einen Abschnitt aufweist, der sich entlang der ersten Richtung x1 erstreckt. Der Gateanschluss 27 umfasst einen ersten Gateanschluss 27A und einen zweiten Gateanschluss 27B. Gepaarte zweite Gatedrähte 422 werden mit dem ersten Gateanschluss 27A und dem zweiten Gateanschluss 27B verbunden. Zum Beispiel werden die gepaarten zweiten Gatedrähte 422 aus Aluminium gefertigt.As in 2 to 4 shown is a gate connection 27 an element of an external connection terminal that is in the semiconductor device A10 is provided. The gate connector 27 with an externally arranged driver circuit (eg gate driver) for the semiconductor component A10 connected. The gate connector 27 is arranged so that it the substrate 11 when viewed in the thickness direction z is facing, and is on the housing 70 supported. The gate connector 27 protrudes in the same direction as the front surface 111 of the substrate 11 points (along the thickness direction z). For example, the gate connection points 27 the shape of a metal rod made of copper. The surface of the metal bar is plated with tin (Sn). Nickel plating can be provided between the surface of the metal bar and the tin plating. As in 12 shown is the gate connection 27 to a hook shape at its end, which is closer to the substrate in the thickness direction z 11 is bent, whereby it has a portion which extends along the first direction x1 extends. The gate connector 27 comprises a first gate connection 27A and a second gate connection 27B , Paired second gate wires 422 with the first gate connection 27A and the second gate connection 27B connected. For example, the paired second gate wires 422 made of aluminum.

Wie in 10 dargestellt, wird der erste Gateanschluss 27A in der Nähe der zweiten Oberarm-Gateschicht 223A angeordnet, so dass er bei Betrachtung in Dickenrichtung z dem zweiten Substrat 11B zugewandt ist. Daher ist der erste Gateanschluss 27A mit den Gateelektroden 313 der Schaltelemente 31, die an die erste Oberarm-Montageschicht 211A, die zweite Oberarm-Montageschicht 221A und die dritte Oberarm-Montageschicht 231A elektrisch gebondet sind, elektrisch verbunden.As in 10 is shown, the first gate connection 27A near the second upper arm gate layer 223A arranged so that he at Consideration in the thickness direction z the second substrate 11B is facing. Therefore, the first gate connection is 27A with the gate electrodes 313 of the switching elements 31 that to the first upper arm mounting layer 211A , the second upper arm mounting layer 221A and the third upper arm mounting layer 231A are electrically bonded, electrically connected.

Wie in 10 dargestellt, wird der zweite Gateanschluss 27B in der Nähe der dritten Unterarm-Gateschicht 233B angeordnet, so dass er bei Betrachtung in Dickenrichtung z dem dritten Substrat 11C zugewandt ist. Der zweite Gatedraht 422, der an einem Ende mit dem zweiten Gateanschluss 27B verbunden ist, ist am anderen Ende mit der dritten Unterarm-Gateschicht 233B verbunden. Daher ist der zweite Gateanschluss 27B mit den Gateelektroden 313 der Schaltelemente 31, die an die erste Unterarm-Montageschicht 211B, die zweite Unterarm-Montageschicht 221B und die dritte Unterarm-Montageschicht 231B elektrisch gebondet sind, elektrisch verbunden.As in 10 is shown, the second gate connection 27B near the third forearm gate layer 233B arranged so that when viewed in the thickness direction z the third substrate 11C is facing. The second gate wire 422 that is at one end to the second gate connector 27B is connected at the other end to the third forearm gate layer 233B connected. Therefore, the second gate port 27B with the gate electrodes 313 of the switching elements 31 to the first forearm mounting layer 211B , the second forearm mounting layer 221B and the third forearm mounting layer 231B are electrically bonded, electrically connected.

Wie in 2 bis 4 dargestellt, ist ein Bauelementstromdetektionsanschluss 281 ein Element eines externen Verbindungsanschlusses, das in dem Halbleiterbauelement A10 bereitgestellt ist. Der Bauelementstromdetektionsanschluss 281 ist mit einer extern angeordneten Steuerschaltung für das Halbleiterbauelement A10 verbunden. Der Bauelementstromdetektionsanschluss 281 ist derart angeordnet, dass er dem Substrat 11 zugewandt ist, und wird auf dem Gehäuse 70 gestützt. Der Bauelementstromdetektionsanschluss 281 steht in derselben Richtung hervor, in der der Gateanschluss 27 entlang der Dickenrichtung z hervorsteht. Der Bauelementstromdetektionsanschluss 281 wird aus einem Metallstab aus demselben Material gefertigt wie der Gateanschluss 27. Der Bauelementstromdetektionsanschluss 281 weist dieselbe Form auf wie der Gateanschluss 27. Daher ist der Bauelementstromdetektionsanschluss 281 zu einer Hakenform an seinem Ende, das sich in Dickenrichtung z näher dem Substrat 11 befindet, gebogen, wodurch er einen Abschnitt aufweist, der sich entlang der ersten Richtung x1 erstreckt. Der Bauelementstromdetektionsanschluss 281 umfasst einen ersten Detektionsanschluss 281A und einen zweiten Detektionsanschluss 281B. Gepaarte zweite Detektionsdrähte 432 werden mit dem ersten Detektionsanschluss 281A und dem zweiten Detektionsanschluss 281B verbunden. Zum Beispiel werden die gepaarten zweiten Detektionsdrähte 432 aus Aluminium gefertigt.As in 2 to 4 shown is a device current detection port 281 an element of an external connection terminal that is in the semiconductor device A10 is provided. The component current detection connector 281 is with an externally arranged control circuit for the semiconductor device A10 connected. The component current detection connector 281 is arranged so that it the substrate 11 is facing and is on the housing 70 supported. The component current detection connector 281 protrudes in the same direction as the gate terminal 27 along the thickness direction z protrudes. The component current detection connector 281 is made of a metal rod made of the same material as the gate connection 27 , The component current detection connector 281 has the same shape as the gate connection 27 , Therefore, the device current detection port 281 to a hook shape at its end, which is closer to the substrate in the thickness direction z 11 is bent, whereby it has a portion which extends along the first direction x1 extends. The component current detection connector 281 comprises a first detection connection 281A and a second detection port 281B , Paired second detection wires 432 with the first detection port 281A and the second detection port 281B connected. For example, the paired second detection wires 432 made of aluminum.

Wie in 10 dargestellt, wird der erste Detektionsanschluss 281A in der Nähe der zweiten Oberarm-Detektionsschicht 224A angeordnet, so dass er bei Betrachtung in Dickenrichtung z dem zweiten Substrat 11B zugewandt ist, und er befindet sich außerdem in der Nähe des ersten Gateanschlusses 27A. Der zweite Detektionsdraht 432, der an einem Ende mit dem ersten Detektionsanschluss 281A verbunden ist, ist am anderen Ende mit der zweiten Oberarm-Detektionsschicht 224A verbunden. Daher ist der erste Detektionsanschluss 281A mit den Vorderflächenelektroden 311 der Schaltelemente 31, die an die erste Oberarm-Montageschicht 211A, die zweite Oberarm-Montageschicht 221A und die dritte Oberarm-Montageschicht 231A elektrisch gebondet sind, elektrisch verbunden.As in 10 is shown, the first detection connection 281A near the second upper arm detection layer 224A arranged so that when viewed in the thickness direction z the second substrate 11B facing, and is also located near the first gate terminal 27A , The second detection wire 432 that is at one end with the first detection port 281A is connected at the other end to the second upper arm detection layer 224A connected. Therefore, the first detection port 281A with the front surface electrodes 311 of the switching elements 31 that to the first upper arm mounting layer 211A , the second upper arm mounting layer 221A and the third upper arm mounting layer 231A are electrically bonded, electrically connected.

Wie in 10 dargestellt, wird der zweite Detektionsanschluss 281B in der Nähe der ersten Unterarm-Detektionsschicht 214B angeordnet, so dass er bei Betrachtung in Dickenrichtung z dem ersten Substrat 11A zugewandt ist, und er befindet sich außerdem in der Nähe des zweiten Gateanschlusses 27B. Der zweite Detektionsdraht 432, der an einem Ende mit dem zweiten Detektionsanschluss 281B verbunden ist, ist am anderen Ende mit der ersten Unterarm-Detektionsschicht 214B verbunden. Daher ist der zweite Detektionsanschluss 281B mit den Vorderflächenelektroden 311 der Schaltelemente 31, die an die erste Unterarm-Montageschicht 211B, die zweite Unterarm-Montageschicht 221B und die dritte Unterarm-Montageschicht 231B elektrisch gebondet sind, elektrisch verbunden.As in 10 is shown, the second detection port 281B near the first forearm detection layer 214B arranged so that when viewed in the thickness direction z the first substrate 11A facing, and is also located near the second gate terminal 27B , The second detection wire 432 that is at one end with the second detection port 281B is connected at the other end to the first forearm detection layer 214B connected. Therefore, the second detection port 281B with the front surface electrodes 311 of the switching elements 31 to the first forearm mounting layer 211B , the second forearm mounting layer 221B and the third forearm mounting layer 231B are electrically bonded, electrically connected.

Wie in 2 bis 4 und 9 dargestellt, ist ein Versorgungsstromdetektionsanschluss 281 ein Element eines externen Verbindungsanschlusses, das in dem Halbleiterbauelement A10 bereitgestellt ist. Der Versorgungsstromdetektionsanschluss 282 ist mit einer extern angeordneten Steuerschaltung für das Halbleiterbauelement A10 verbunden und wird auf dem Gehäuse 70 gestützt. Der Versorgungsstromdetektionsanschluss 282 steht in derselben Richtung hervor, in der der Gateanschluss 27 entlang der Dickenrichtung z hervorsteht. Der Versorgungsstromdetektionsanschluss 28 wird aus einem Metallstab aus demselben Material gefertigt wie der Gateanschluss 27. Der Versorgungsstromdetektionsanschluss 282 ist, in der ersten Richtung x1, an derselben Position angeordnet wie der erste Gateanschluss 27A und der erste Detektionsanschluss 281A und von dem ersten Detektionsanschluss 281A zu dem ersten Ausgangsanschluss 25A hin in der zweiten Richtung x2 beabstandet. Der Versorgungsstromdetektionsanschluss 282 ist in der ersten Richtung x1, in der Nähe der zweiten Oberarm-Montageschicht 221A derart angeordnet, dass er dem zweiten Substrat 11B zugewandt ist. Der Versorgungsstromdetektionsanschluss 282 weist dieselbe Form auf wie der Gateanschluss 27. Daher ist der Versorgungsstromdetektionsanschluss 282 zu einer Hakenform an seinem Ende, dass sich in Dickenrichtung z näher dem zweiten Substrat 11B befindet, gebogen, wodurch er einen Abschnitt aufweist, der sich entlang der ersten Richtung x1 erstreckt. Mit diesem Ende des Versorgungsstromdetektionsanschlusses wird ein Ende eines Versorgungsstromdetektionsdrahts 44 verbunden. Das andere Ende des Versorgungsstromdetektionsdrahts 44 wird mit der zweiten Oberarm-Montageschicht 221A verbunden. Daher ist der Versorgungsstromdetektionsanschluss 282 mit der ersten Oberarm-Montageschicht 211A, der zweiten Oberarm-Montageschicht 221A und der dritten Oberarm-Montageschicht 231A elektrisch verbunden. Zum Beispiel wird der Versorgungsstromdetektionsdraht 44 aus Aluminium gefertigt.As in 2 to 4 and 9 shown is a supply current detection port 281 an element of an external connection terminal that is in the semiconductor device A10 is provided. The supply current detection port 282 is with an externally arranged control circuit for the semiconductor device A10 connected and is on the housing 70 supported. The supply current detection port 282 protrudes in the same direction as the gate terminal 27 protrudes along the thickness direction z. The supply current detection port 28 is made of a metal rod made of the same material as the gate connection 27 , The supply current detection port 282 is in the first direction x1 , arranged in the same position as the first gate connection 27A and the first detection port 281A and from the first detection port 281A to the first output port 25A towards the second direction x2 spaced. The supply current detection port 282 is in the first direction x1 , near the second upper arm mounting layer 221A arranged so that it the second substrate 11B is facing. The supply current detection port 282 has the same shape as the gate connection 27 , Therefore, the supply current detection port 282 to a hook shape at its end that is closer to the second substrate in the thickness direction z 11B is bent, whereby it has a portion which extends along the first direction x1 extends. With this end of Supply current detection connector becomes one end of a supply current detection wire 44 connected. The other end of the supply current detection wire 44 comes with the second upper arm mounting layer 221A connected. Therefore, the supply current detection port 282 with the first upper arm mounting layer 211A , the second upper arm mounting layer 221A and the third upper arm mounting layer 231A electrically connected. For example, the supply current detection wire 44 made of aluminum.

Wie in 2 bis 4 und 8 dargestellt, ist ein Paar Thermistoranschlüsse 29 ein Element eines externen Verbindungsanschlusses, das in dem Halbleiterbauelement A10 bereitgestellt ist. Die gepaarten Thermistoranschlüsse 29 sind mit einer extern angeordneten Steuerschaltung für das Halbleiterbauelement A10 verbunden und werden am Gehäuse 70 gestützt. Der gepaarte Thermistoranschluss 29 steht in derselben Richtung hervor, in der der Gateanschluss 27 entlang der Dickenrichtung z hervorsteht. Die gepaarten Thermistoranschlüsse 29 werden aus einem Metallstab aus demselben Material gefertigt wie der Gateanschluss 27. Die gepaarten Thermistoranschlüsse 29 sind, in der ersten Richtung x1, an derselben Position wie der erste Gateanschluss 27A und der erste Detektionsanschluss 281A angeordnet und in der zweiten Richtung x2 von dem ersten Gateanschluss 27A zum ersten Versorgungsanschluss 24A hin beabstandet. Der gepaarte Thermistoranschluss 29 ist, in der ersten Richtung x1, in der Nähe der Thermistor-Montageschicht 215 derart angeordnet, dass er dem ersten Substrat 11A zugewandt ist. Die gepaarten Thermistoranschlüsse 29 weisen dieselbe Form auf wie der Gateanschluss 27. Daher ist jeder von den gepaarten Thermistoranschlüssen zu einer Hakenform an seinem Ende, das sich in Dickenrichtung z näher dem ersten Substrat 11A befindet, gebogen, wodurch er einen Abschnitt aufweist, der sich entlang der ersten Richtung x1 erstreckt. Mit diesem Ende jedes von den gepaarten Thermistoranschlüssen 29 wird ein Ende eines entsprechenden von gepaarten Thermistordrähten 45 verbunden. Die anderen Enden der gepaarten Thermistordrähte 45 werden mit gepaarten Abschnitten der Thermistor-Montageschicht 215 verbunden. Daher werden die Thermistoranschlüsse 29 mit dem Thermistor 33 elektrisch verbunden. Zum Beispiel werden die gepaarten Thermistordrähte 45 aus Aluminium gefertigt.As in 2 to 4 and 8th shown is a pair of thermistor connections 29 an element of an external connection terminal that is in the semiconductor device A10 is provided. The paired thermistor connections 29 are with an externally arranged control circuit for the semiconductor component A10 connected and are on the housing 70 supported. The paired thermistor connection 29 protrudes in the same direction as the gate terminal 27 along the thickness direction z protrudes. The paired thermistor connections 29 are made of a metal rod made of the same material as the gate connection 27 , The paired thermistor connections 29 are in the first direction x1 , in the same position as the first gate connection 27A and the first detection port 281A arranged and in the second direction x2 from the first gate connection 27A to the first supply connection 24A spaced towards. The paired thermistor connection 29 is in the first direction x1 , near the thermistor mounting layer 215 arranged so that it the first substrate 11A is facing. The paired thermistor connections 29 have the same shape as the gate connection 27 , Therefore, each of the paired thermistor terminals has a hook shape at its end that extends in the thickness direction z closer to the first substrate 11A is bent, whereby it has a portion which extends along the first direction x1 extends. With this end each of the paired thermistor connections 29 becomes an end of a corresponding one of paired thermistor wires 45 connected. The other ends of the paired thermistor wires 45 are paired with sections of the thermistor mounting layer 215 connected. Therefore, the thermistor connections 29 with the thermistor 33 electrically connected. For example, the paired thermistor wires 45 made of aluminum.

Wie in 3 dargestellt, sind die Schaltelemente 31 Halbleiterelemente, die an jede von der ersten Montageschicht 211, der zweiten Montageschicht 221 und der dritten Montageschicht 231 elektrisch gebondet und darauf in der zweiten Richtung x2 ausgerichtet sind. Die Schaltelemente 31 sind bei Betrachtung in Dickenrichtung z rechteckig (im Halbleiterbauelement A10 quadratisch). Die Schaltelemente 31 sind MOSFETs (Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistoren), die aus einem Halbleitermaterial gefertigt werden, das hauptsächlich aus Siliziumkarbid (SiC) zusammengesetzt ist. Es ist zu beachten, dass die Schaltelemente 31 nicht auf MOSFETs beschränkt sind, und dass sie IGBTs (Bipolartransistoren mit isolierter Gate-Elektrode) sein können. In dem Halbleiterbauelement A10 wird angenommen, dass die Schaltelemente 31 n-Kanal-MOSFETs sind, die aus einem Halbleitermaterial gefertigt sind, das hauptsächlich aus Siliziumkarbid zusammengesetzt ist. In dem Halbleiterbauelement A10 weisen die Schaltelemente 31 eine Dicke von 400 µm oder weniger oder vorzugsweise 150 µm oder weniger auf. Die Durchbruchspannung der Schaltelemente 31 beträgt 1200 V oder mehr.As in 3 are shown, the switching elements 31 Semiconductor elements attached to each of the first mounting layer 211 , the second assembly layer 221 and the third assembly layer 231 electrically bonded and then in the second direction x2 are aligned. The switching elements 31 are when viewed in the thickness direction z rectangular (in the semiconductor component A10 square). The switching elements 31 are MOSFETs (metal oxide semiconductor field effect transistors) that are made from a semiconductor material that is mainly composed of silicon carbide (SiC). It should be noted that the switching elements 31 are not limited to MOSFETs and that they can be IGBTs (insulated gate bipolar transistors). In the semiconductor device A10 it is believed that the switching elements 31 are n-channel MOSFETs made of a semiconductor material mainly composed of silicon carbide. In the semiconductor device A10 point the switching elements 31 a thickness of 400 µm or less, or preferably 150 µm or less. The breakdown voltage of the switching elements 31 is 1200 V or more.

Wie in 15 bis 20 dargestellt, weist jedes der Schaltelemente 31 eine Vorderfläche 31A, eine Rückseite 31B, eine Seitenfläche 31C, eine Vorderflächenelektrode 311, eine Rückflächenelektrode 312, eine Gateelektrode 313 und einen Isolationsfilm 314 auf. Die Vorderfläche 31A, die Rückfläche 31B und die Seitenfläche 31C entsprechen jeweils der „ersten Elementvorderfläche“, der „ersten Elementrückfläche“, und der „ersten Elementseitenfläche“, wie in den beigefügten Ansprüchen der vorliegenden Offenbarung dargelegt. Der Vorderfläche 31A weist in dieselbe Richtung, in die die Vorderfläche 111 des Substrats 11 entlang der Dickenrichtung z weist. Die Rückfläche 31B weist in die der Vorderfläche 31A entgegengesetzte Richtung. Die Schaltelemente 31 sind an die erste Montageschicht 211, die zweite Montageschicht 221 und die dritte Montageschicht 231 elektrisch gebondet, wobei die Rückflächen 31B der Vorderfläche 111 zugewandt sind. Die Seitenfläche 31C ist sowohl mit der Vorderfläche 31A als auch der Rückfläche 31B verbunden. Die Seitenfläche 31C umfasst mehrere Abschnitte (im Halbleiterbauelement A10 vier Abschnitte), die jeweils in die erste Richtung x1 oder die zweite Richtung x2 weisen.As in 15 to 20 shown, each of the switching elements 31 a front surface 31A , a back 31B , a side surface 31C , a front surface electrode 311 , a back surface electrode 312 , a gate electrode 313 and an insulation film 314 on. The front surface 31A , the back surface 31B and the side surface 31C correspond to the “first element front surface”, the “first element rear surface”, and the “first element side surface”, respectively, as set out in the appended claims of the present disclosure. The front surface 31A points in the same direction as the front surface 111 of the substrate 11 points along the thickness direction z. The back surface 31B points to that of the front surface 31A opposite direction. The switching elements 31 are on the first assembly layer 211 , the second mounting layer 221 and the third assembly layer 231 electrically bonded with the back surfaces 31B the front surface 111 are facing. The side surface 31C is both with the front surface 31A as well as the back surface 31B connected. The side surface 31C comprises several sections (in the semiconductor component A10 four sections), each in the first direction x1 or the second direction x2 point.

Wie in 15 bis 20 dargestellt, wird die Vorderflächenelektrode 311 auf der Vorderfläche 31A bereitgestellt. Ein Source-Strom fließt durch die Vorderflächenelektrode 311. Die Vorderflächenelektrode 311 weist ein Paar erste Pads 311A und ein Paar zweite Pads 311B auf. Die gepaarten ersten Pads 311A sind Abschnitte einer Vorderflächenelektrode 311, die in der zweiten Richtung x2 voneinander beabstandet sind, genauso wie die gepaarten zweiten Pads 311B. In jedem der Schaltelemente 31, die an die erste Montageschicht 211 elektrisch gebondet sind, sind die zweiten Pads 311B in der ersten Richtung x1 auf der anderen Seite der gepaarten ersten Pads 311A als die erste Unterarm-Montageschicht 211B oder die erste elektrisch leitfähige Schicht 212 angeordnet. Die vorstehend beschriebene Positionsbeziehung zwischen den gepaarten ersten Pads 311A und den gepaarten zweiten Pads 311B gilt auch für die Schaltelemente 31, die an die zweite Montageschicht 221 oder die dritte Montageschicht 231 elektrisch gebondet sind.As in 15 to 20 is shown, the front surface electrode 311 on the front surface 31A provided. A source current flows through the front surface electrode 311 , The front surface electrode 311 has a pair of first pads 311A and a pair of second pads 311B on. The paired first pads 311A are portions of a front surface electrode 311 that are in the second direction x2 are spaced from each other, as are the paired second pads 311B , In each of the switching elements 31 that to the first assembly layer 211 are electrically bonded, are the second pads 311B in the first direction x1 on the other side of the paired first pads 311A than the first forearm mounting layer 211B or the first electrically conductive layer 212 arranged. The positional relationship between the paired first pads described above 311A and the paired second pads 311B also applies to the switching elements 31 that to the second mounting layer 221 or the third assembly layer 231 are electrically bonded.

Wie in 15 dargestellt, ist in jedem der Schaltelemente 31, die an die erste Oberarm-Montageschicht 211A, die zweite Oberarm-Montageschicht 221A oder die dritte Oberarm-Montageschicht 231A elektrisch gebondet sind, ein Ende des ersten Detektionsdrahts 431 mit einem der gepaarten zweiten Pads 311A verbunden. Das andere Ende des ersten Detektionsdrahts 431 wird mit der ersten Oberarm-Detektionsschicht 214A, der zweiten Oberarm-Detektionsschicht 224A oder der dritten Oberarm-Detektionsschicht 234A verbunden. Wie in 18 dargestellt, ist in jedem der Schaltelemente 31, die an die erste Unterarm-Montageschicht 211B, die zweite Unterarm-Montageschicht 221B oder die dritte Unterarm-Montageschicht 231B elektrisch gebondet sind, ein Ende des ersten Detektionsdrahts 431 mit einem der gepaarten ersten Pads 311A verbunden. Das andere Ende des ersten Detektionsdrahts 431 wird mit der ersten Unterarm-Detektionsschicht 214B, der zweiten Unterarm-Detektionsschicht 224B oder der dritten Unterarm-Detektionsschicht 234B verbunden. Auf diese Weise werden die Vorderflächenelektroden 311 mit der ersten Detektionsschicht 214, der zweiten Detektionsschicht 224 oder der dritten Detektionsschicht 234 über die ersten Detektionsdrähte 431 elektrisch verbunden. Zum Beispiel werden die ersten Detektionsdrähte 431 aus Gold (Au) gefertigt.As in 15 is shown in each of the switching elements 31 that to the first upper arm mounting layer 211A , the second upper arm mounting layer 221A or the third upper arm mounting layer 231A are electrically bonded, one end of the first detection wire 431 with one of the paired second pads 311A connected. The other end of the first detection wire 431 with the first upper arm detection layer 214A , the second upper arm detection layer 224A or the third upper arm detection layer 234A connected. As in 18 is shown in each of the switching elements 31 to the first forearm mounting layer 211B , the second forearm mounting layer 221B or the third forearm mounting layer 231B are electrically bonded, one end of the first detection wire 431 with one of the paired first pads 311A connected. The other end of the first detection wire 431 with the first forearm detection layer 214B , the second forearm detection layer 224B or the third forearm detection layer 234B connected. In this way, the front surface electrodes 311 with the first detection layer 214 , the second detection layer 224 or the third detection layer 234 over the first detection wires 431 electrically connected. For example, the first detection wires 431 made of gold (Au).

Wie in 16 bis 20 (einschließlich 18) dargestellt, wird die Rückflächenelektrode 312 auf der Gesamtheit der Rückfläche 31B bereitgestellt. Ein Drain-Strom fließt durch die Rückflächenelektrode 312. Die Rückflächenelektrode 312 wird an eine von der ersten Montageschicht 211, der zweiten Montageschicht 221 und der dritten Montageschicht 231 über eine erste Bondschicht 391 elektrisch gebondet. Die erste Bondschicht 391 ist elektrisch leitfähig. Die erste Bondschicht 391 ist zwischen der Rückflächenelektrode 312 und der ersten Montageschicht 211, der zweiten Montageschicht 221 oder der dritten Montageschicht 231 angeordnet. Zum Beispiel wird die erste Bondschicht 391 aus bleifreiem Lötzinn gefertigt, das hauptsächlich aus Zinn zusammengesetzt ist. Die erste Bondschicht 391 verbindet elektrisch die Rückflächenelektroden 312 mit einer von der der ersten Montageschicht 211, der zweiten Montageschicht 221 und der dritten Montageschicht 231.As in 16 to 20 (including 18 ) is shown, the back surface electrode 312 on the whole of the back surface 31B provided. On Drain current flows through the back surface electrode 312 , The back surface electrode 312 is on one of the first assembly layer 211 , the second assembly layer 221 and the third assembly layer 231 over a first bond layer 391 electrically bonded. The first bond layer 391 is electrically conductive. The first bond layer 391 is between the back surface electrode 312 and the first assembly layer 211 , the second assembly layer 221 or the third assembly layer 231 arranged. For example, the first bond layer 391 made of lead-free solder, which is mainly composed of tin. The first bond layer 391 electrically connects the back surface electrodes 312 with one of the first assembly layer 211 , the second assembly layer 221 and the third assembly layer 231 ,

Wie in 15 und 18 dargestellt, wird die Gateelektrode 313 auf der Vorderfläche 31A bereitgestellt. Eine Gatespannung zum Antreiben jedes der Schaltelemente 31 wird an die Gateelektrode 313 angelegt. Wie in 15 dargestellt, befindet sich in jedem der Schaltelemente 31, die an die erste Oberarm-Montageschicht 211A, die zweite Oberarm-Montageschicht 221A oder die dritte Oberarm-Montageschicht 231A elektrisch gebondet sind, die Gateelektrode 313 in der Nähe der gepaarten zweiten Pads 311B der Vorderflächenelektrode 311. Ein Ende des ersten Gatedrahts 421, der an seinem anderen Ende mit der ersten Oberarm-Gateschicht 213A, der zweiten Oberarm-Gateschicht 223A oder der dritten Oberarm-Gateschicht 233A verbunden ist, ist mit der Gateelektrode 313 verbunden. Wie in 18 dargestellt, befindet sich in jedem der Schaltelemente 31, die an die erste Unterarm-Montageschicht 211B, die zweite Unterarm-Montageschicht 221B oder die dritte Unterarm-Montageschicht 231B elektrisch gebondet sind, die Gateelektrode 313 in der Nähe der gepaarten ersten Pads 311A der Vorderflächenelektrode 311. Ein Ende des ersten Gatedrahts 421, der an seinem anderen Ende mit der ersten Unterarm-Gateschicht 213B, der zweiten Unterarm-Gateschicht 223B oder der dritten Unterarm-Gateschicht 233B verbunden ist, ist mit der Gateelektrode 313 verbunden. Auf diese Weise werden die Gateelektroden 313 mit der ersten Gateschicht 213, der zweiten Gateschicht 223 oder der dritten Gateschicht 233 über die ersten Gatedrähte 421 elektrisch verbunden. Zum Beispiel werden die ersten Gatedrähte 421 aus Gold gefertigt.As in 15 and 18 is shown, the gate electrode 313 on the front surface 31A provided. A gate voltage for driving each of the switching elements 31 is going to the gate electrode 313 created. As in 15 shown, is located in each of the switching elements 31 that to the first upper arm mounting layer 211A , the second upper arm mounting layer 221A or the third upper arm mounting layer 231A are electrically bonded, the gate electrode 313 near the paired second pads 311B the front surface electrode 311 , An end to the first gate wire 421 that is at its other end with the first upper arm gate layer 213A , the second upper arm gate layer 223A or the third upper arm gate layer 233A is connected to the gate electrode 313 connected. As in 18 shown, is located in each of the switching elements 31 to the first forearm mounting layer 211B , the second forearm mounting layer 221B or the third forearm mounting layer 231B are electrically bonded, the gate electrode 313 near the paired first pads 311A the front surface electrode 311 , An end to the first gate wire 421 that is at its other end with the first forearm gate layer 213B , the second forearm gate layer 223B or the third forearm gate layer 233B is connected to the gate electrode 313 connected. In this way, the gate electrodes 313 with the first gate layer 213 , the second gate layer 223 or the third gate layer 233 over the first gate wires 421 electrically connected. For example, the first gate wires 421 made of gold.

Wie in 15 bis 20 dargestellt, wird der Isolationsfilm 314 auf der Vorderfläche 31A bereitgestellt. Der Isolationsfilm 314 ist elektrisch isolierend. Bei Betrachtung in Dickenrichtung z umgibt der Isolationsfilm 314 die Vorderflächenelektrode 311. Der Isolationsfilm 314 kann durch Laminieren einer Siliziumdioxid-Schicht (SiO2-Schicht), einer Siliziumnitrid-Schicht (Si3N4) und einer Polybenzoxazol-Schicht (PBO-Schicht) auf der Vorderfläche 31A in der erwähnten Reihenfolge ausgebildet werden. Für den Isolationsfilm 314 kann eine Polyimid-Schicht anstatt der Polybenzoxazol-Schicht verwendet werden. In 15 bis 20 ist die Länge vom Rand 314A des Isolationsfilms 314 zur Vorderflächenelektrode 311 bei Betrachtung in Dickenrichtung z als ein Spalt Gp in jedem der Schaltelemente 31 angezeigt. Der Spalt Gp stellt eine Länge entlang der ersten Richtung x1 oder zweiten Richtung x2 dar. Der Rand 314A ist bei Betrachtung in Dickenrichtung z rechteckig (im Halbleiterbauelement A10 quadratisch). Bei Betrachtung in Dickenrichtung z ist das Verhältnis der Länge des Spalts Gp zur Länge einer Seite des Rands 314 (der kürzeren Seite, wenn der Rand 314 rechteckig ist) auf 5 % bis 25 % eingestellt. Je länger der Spalt ist, desto höher ist die dielektrische Durchbruchspannung des Schaltelements 31.As in 15 to 20 is shown, the insulation film 314 on the front surface 31A provided. The insulation film 314 is electrically insulating. When viewed in the thickness direction z, the insulation film surrounds 314 the front surface electrode 311 , The insulation film 314 can by laminating a silicon dioxide layer (SiO 2 layer), a silicon nitride layer (Si 3 N 4 ) and a polybenzoxazole layer (PBO layer) on the front surface 31A be trained in the order mentioned. For the insulation film 314 a polyimide layer can be used instead of the polybenzoxazole layer. In 15 to 20 is the length from the edge 314A of the insulation film 314 to the front surface electrode 311 when viewed in the thickness direction z as a gap Gp in each of the switching elements 31 displayed. The gap Gp represents a length along the first direction x1 or second direction x2 The edge 314A is rectangular when viewed in the thickness direction z (in the semiconductor component A10 square). When viewed in the thickness direction z is the ratio of the length of the gap Gp to the length of one side of the edge 314 (the shorter side if the edge 314 rectangular) is set to 5% to 25%. The longer the gap, the higher the dielectric breakdown voltage of the switching element 31 ,

Wie in 3 dargestellt, sind die Schutzelemente 32 Halbleiterelemente, die an jede von der ersten Montageschicht 211, der zweiten Montageschicht 221 und der dritten Montageschicht 231 elektrisch gebondet und darauf in der zweiten Richtung x2 ausgerichtet sind. Die Schutzelemente 32 sind bei Betrachtung in Dickenrichtung z rechteckig. Die Schutzelemente 32 sind derart angeordnet, dass sie jeweils mit den Schaltelementen 31 elektrisch verbunden sind. Die Schutzelemente 32 sind sowohl mit den Vorderflächenelektroden 311 als auch den Rückflächenelektroden 312 der Schaltelemente 31 elektrisch verbunden. Daher bilden jedes der Schaltelemente 31 und ein entsprechendes der Schutzelemente 32 eine parallele Schaltung. Zum Beispiel sind die Schutzelemente 32 Schottky-Barriere-Dioden, die unter Verwendung eines Halbleitermaterials gefertigt werden, das hauptsächlich aus Siliziumkarbid zusammengesetzt ist. In dem Halbleiterbauelement A10 weisen die Schutzelemente 32 eine Dicke von 400 µm oder weniger oder vorzugsweise 150 µm oder weniger auf. Die Durchbruchspannung der Schutzelemente 32 beträgt 1200 V oder mehr.As in 3 shown are the protective elements 32 Semiconductor elements attached to each of the first mounting layer 211 , the second assembly layer 221 and the third assembly layer 231 electrically bonded and then in the second direction x2 are aligned. The protective elements 32 are rectangular when viewed in the thickness direction z. The protection elements 32 are arranged so that they each with the switching elements 31 are electrically connected. The protective elements 32 are both with the front surface electrodes 311 as well as the back surface electrodes 312 of the switching elements 31 electrically connected. Therefore, each of the switching elements form 31 and a corresponding one of the protective elements 32 a parallel circuit. For example, the protective elements 32 Schottky barrier diodes, which are manufactured using a semiconductor material mainly composed of silicon carbide. In the semiconductor device A10 assign the protective elements 32 a thickness of 400 µm or less, or preferably 150 µm or less. The breakdown voltage of the protective elements 32 is 1200 V or more.

Wie in 15 bis 20 dargestellt, weist jedes der Schutzelemente 32 eine Vorderfläche 32A, eine Rückseite 32B, eine Seitenfläche 32C, eine Anodenelektrode 321, eine Kathodenelektrode 322 und einen Isolationsfilm 323 auf. Die Vorderfläche 32A entspricht der „zweiten Elementvorderfläche“, wie in den beigefügten Ansprüchen der vorliegenden Offenbarung dargelegt. Der Vorderfläche 32A weist in dieselbe Richtung, in die die Vorderfläche 111 des Substrats 11 entlang der Dickenrichtung z weist. Die Rückfläche 32B weist in die der Vorderfläche 32A entgegengesetzte Richtung. Die Schutzelemente 32 sind an die erste Montageschicht 211, die zweite Montageschicht 221 und die dritte Montageschicht 231 elektrisch gebondet, wobei die Rückflächen 32B der Vorderfläche 111 zugewandt sind. Die Seitenfläche 32C ist sowohl mit der Vorderfläche 32A als auch der Rückfläche 32B verbunden. Die Seitenfläche 32C umfasst mehrere Abschnitte (im Halbleiterbauelement A10 vier Abschnitte), die jeweils in die erste Richtung x1 oder die zweite Richtung x2 weisen.As in 15 to 20 shown, each of the protective elements 32 a front surface 32A , a back 32B , a side surface 32C , an anode electrode 321 , a cathode electrode 322 and an insulation film 323 on. The front surface 32A corresponds to the “second element front surface” as set out in the appended claims of the present disclosure. The front surface 32A points in the same direction as the front surface 111 of the substrate 11 points along the thickness direction z. The back surface 32B points to that of the front surface 32A opposite direction. The protective elements 32 are on the first assembly layer 211 , the second mounting layer 221 and the third assembly layer 231 electrically bonded with the back surfaces 32B the front surface 111 are facing. The side surface 32C is both with the front surface 32A as well as the back surface 32B connected. The side surface 32C comprises several sections (in the semiconductor component A10 four sections), each in the first direction x1 or the second direction x2 point.

Wie in 15 bis 20 dargestellt, wird die Anodenelektrode 321 auf der Vorderfläche 32A bereitgestellt. Die Anodenelektrode 321 ist mit der Vorderflächenelektrode 311 des Schaltelements 31, mit dem jenes Schutzelement 32 assoziiert ist, elektrisch verbunden.As in 15 to 20 is shown, the anode electrode 321 on the front surface 32A provided. The anode electrode 321 is with the front surface electrode 311 of the switching element 31 , with that protective element 32 is associated, electrically connected.

Wie in 16 und 19 dargestellt, wird die Kathodenelektrode 322 auf der Gesamtheit der Rückfläche 32B bereitgestellt. Die Kathodenelektrode 322 wird an eine von der ersten Montageschicht 211, der zweiten Montageschicht 221 und der dritten Montageschicht 231 über eine zweite Bondschicht 392 elektrisch gebondet. Die zweite Bondschicht 392 ist elektrisch leitfähig. Die zweite Bondschicht 392 ist zwischen der Kathodenelektrode 322 und der ersten Montageschicht 211, der zweiten Montageschicht 221 oder der dritten Montageschicht 231 angeordnet. Die zweite Bondschicht 392 wird aus demselben Material gefertigt wie jenes für die erste Bondschicht 391. Bei der zweiten Bondschicht 392 wird die Kathodenelektrode 322 über die erste Montageschicht 211, die zweite Montageschicht 221 oder die dritte Montageschicht 231 mit der Rückflächenelektrode 312 des Schaltelements 31, mit dem das Schutzelement 32 jener Kathodenelektrode 322 assoziiert ist, elektrisch verbunden.As in 16 and 19 is shown, the cathode electrode 322 on the whole of the back surface 32B provided. The cathode electrode 322 is on one of the first assembly layer 211 , the second assembly layer 221 and the third assembly layer 231 via a second bond layer 392 electrically bonded. The second bond layer 392 is electrically conductive. The second bond layer 392 is between the cathode electrode 322 and the first assembly layer 211 , the second assembly layer 221 or the third assembly layer 231 arranged. The second bond layer 392 is made from the same material as that for the first bond layer 391 , The second bond layer 392 becomes the cathode electrode 322 over the first assembly layer 211 , the second mounting layer 221 or the third assembly layer 231 with the back surface electrode 312 of the switching element 31 with which the protective element 32 that cathode electrode 322 is associated, electrically connected.

Wie in 16 und 19 dargestellt, wird der Isolationsfilm 323 auf der Vorderfläche 32A bereitgestellt. Der Isolationsfilm 323 ist elektrisch isolierend. Wie in 15 und 18 dargestellt, umgibt der Isolationsfilm 323 bei Betrachtung in Dickenrichtung z die Anodenelektrode 321. Der Isolationsfilm 323 kann durch Laminieren einer Siliziumdioxid-Schicht, einer Siliziumnitrid-Schicht und einer Polybenzoxazol-Schicht auf der Vorderfläche 31A in der erwähnten Reihenfolge ausgebildet werden. Für den Isolationsfilm 323 kann eine Polyimid-Schicht anstatt der Polybenzoxazol-Schicht verwendet werden.As in 16 and 19 is shown, the insulation film 323 on the front surface 32A provided. The insulation film 323 is electrically insulating. As in 15 and 18 shown, the insulation film surrounds 323 when viewed in the thickness direction z the anode electrode 321 , The insulation film 323 can by laminating a silicon dioxide layer, a silicon nitride layer and a polybenzoxazole layer on the front surface 31A be trained in the order mentioned. For the insulation film 323 a polyimide layer can be used instead of the polybenzoxazole layer.

Wie in 3 und 8 dargestellt, ist der Thermistor 33 ein Element, das an die Thermistor-Montageschicht 215 elektrisch gebondet wird. Zum Beispiel ist der Thermistor 33 ein NTC-Thermistor (negativer Temperaturkoeffizient). Ein NTC-Thermistor weist die Eigenschaft auf, dass sich der Widerstand mit steigender Temperatur verringert. Der Thermistor 33 wird als ein Temperaturdetektionssensor des Halbleiterbauelements A10 verwendet.As in 3 and 8th shown is the thermistor 33 an element attached to the thermistor mounting layer 215 is electrically bonded. For example, the thermistor 33 an NTC thermistor (negative temperature coefficient). An NTC thermistor has the property that the resistance decreases with increasing temperature. The thermistor 33 is used as a temperature detection sensor of the semiconductor device A10 used.

Wie in 15 bis 17 dargestellt, werden Drähte 41 mit den Vorderflächenelektroden 311 der Schaltelemente 31 und der ersten Unterarm-Montageschicht 211B, der zweiten Unterarm-Montageschicht 221B oder der dritten Unterarm-Montageschicht 231B elektrisch verbunden. Wie in 18 bis 20 dargestellt, werden Drähte 41 mit den Vorderflächenelektroden 311 der Schaltelemente 31 und der ersten elektrisch leitfähigen Schicht 212, der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht 222 oder der dritten elektrisch leitfähigen Schicht 232 elektrisch verbunden. Zum Beispiel werden die Drähte 41 aus Aluminium gefertigt. Die Drähte 41 weisen einen größeren Durchmesser auf als die ersten Gatedrähte 421 und die ersten Detektionsdrähte 431.As in 15 to 17 shown are wires 41 with the front surface electrodes 311 of the switching elements 31 and the first forearm mounting layer 211B , the second forearm mounting layer 221B or the third forearm mounting layer 231B electrically connected. As in 18 to 20 shown are wires 41 with the front surface electrodes 311 of the switching elements 31 and the first electrically conductive layer 212 , the second electrically conductive layer 222 or the third electrically conductive layer 232 electrically connected. For example, the wires 41 made of aluminum. The wires 41 have a larger diameter than the first gate wires 421 and the first detection wires 431 ,

Wie in 15 bis 17 dargestellt, werden in den Schaltelementen 31, die an die erste Oberarm-Montageschicht 211A elektrisch gebondet sind, Drähte 41 mit den Vorderflächenelektroden 311 und der ersten Unterarm-Montageschicht 211B verbunden. Wie in 18 bis 20 dargestellt, werden in den Schaltelementen 31, die an die erste Unterarm-Montageschicht 211B elektrisch gebondet sind, Drähte 41 mit den Vorderflächenelektroden 311 und der ersten elektrisch leitfähigen Schicht 212 verbunden. Daher sind die Vorderflächenelektroden 311 der Schaltelemente 31, die an die erste Montageschicht 211 elektrisch gebondet sind, mit der ersten Unterarm-Montageschicht 211B oder der ersten elektrisch leitfähigen Schicht 212 elektrisch verbunden.As in 15 to 17 are shown in the switching elements 31 that to the first upper arm mounting layer 211A are electrically bonded, wires 41 with the front surface electrodes 311 and the first forearm mounting layer 211B connected. As in 18 to 20 are shown in the switching elements 31 to the first forearm mounting layer 211B are electrically bonded, wires 41 with the front surface electrodes 311 and the first electrically conductive layer 212 connected. Therefore, the front surface electrodes 311 of the switching elements 31 that to the first assembly layer 211 are electrically bonded to the first Lower arm mounting layer 211B or the first electrically conductive layer 212 electrically connected.

Wie in 15 bis 17 dargestellt, werden in den Schaltelementen 31, die an die zweite Oberarm-Montageschicht 221A elektrisch gebondet sind, Drähte 41 mit den Vorderflächenelektroden 311 und der zweiten Unterarm-Montageschicht 221B verbunden. Wie in 18 bis 20 dargestellt, werden in den Schaltelementen 31, die an die zweite Unterarm-Montageschicht 221B elektrisch gebondet sind, Drähte 41 mit den Vorderflächenelektroden 311 und der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht 222 verbunden. Daher sind die Vorderflächenelektroden 311 der Schaltelemente 31, die an die zweite Montageschicht 221 elektrisch gebondet sind, mit der zweiten Unterarm-Montageschicht 221B oder der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht 222 elektrisch verbunden.As in 15 to 17 are shown in the switching elements 31 attached to the second upper arm mounting layer 221A are electrically bonded, wires 41 with the front surface electrodes 311 and the second forearm mounting layer 221B connected. As in 18 to 20 are shown in the switching elements 31 attached to the second forearm mounting layer 221B are electrically bonded, wires 41 with the front surface electrodes 311 and the second electrically conductive layer 222 connected. Therefore, the front surface electrodes 311 of the switching elements 31 that to the second mounting layer 221 are electrically bonded with the second forearm mounting layer 221B or the second electrically conductive layer 222 electrically connected.

Wie in 15 bis 17 dargestellt, werden in den Schaltelementen 31, die an die dritte Oberarm-Montageschicht 231A elektrisch gebondet sind, Drähte mit den Vorderflächenelektroden 311 und der dritten Unterarm-Montageschicht 231B verbunden. Wie in 18 bis 20 dargestellt, werden in den Schaltelementen 31, die an die dritte Unterarm-Montageschicht 231B elektrisch gebondet sind, Drähte 41 mit den Vorderflächenelektroden 311 und der dritten elektrisch leitfähigen Schicht 232 verbunden. Daher sind die Vorderflächenelektroden 311 der Schaltelemente 31, die an die dritte Montageschicht 231 elektrisch gebondet sind, mit der dritten Unterarm-Montageschicht 231B oder der dritten elektrisch leitfähigen Schicht 232 elektrisch verbunden.As in 15 to 17 are shown in the switching elements 31 that to the third upper arm mounting layer 231A are electrically bonded, wires to the front surface electrodes 311 and the third forearm mounting layer 231B connected. As in 18 to 20 are shown in the switching elements 31 that to the third forearm mounting layer 231B are electrically bonded, wires 41 with the front surface electrodes 311 and the third electrically conductive layer 232 connected. Therefore, the front surface electrodes 311 of the switching elements 31 that to the third assembly layer 231 are electrically bonded with the third forearm mounting layer 231B or the third electrically conductive layer 232 electrically connected.

Wie in 15 bis 29 dargestellt, erstrecken sich die Drähte 41 in der ersten Richtung x1. Jeder der Drähte 41 weist einen ersten Bondabschnitt 411. Die ersten Bondabschnitte 411 werden mit den Vorderflächenelektroden 311 der Schaltelemente 31 in Kontakt gehalten. Die Drähte 41 jedes der Schaltelemente 31 umfassen ein Paar Innendrähte 41A und ein Paar Außendrähte 41B. Die gepaarten Innendrähte 41A sind durch die gepaarten Außendrähte 41B in der zweiten Richtung x2 flankiert.As in 15 to 29 shown, the wires extend 41 in the first direction x1 , Each of the wires 41 has a first bond portion 411 , The first bond sections 411 with the front surface electrodes 311 of the switching elements 31 kept in touch. The wires 41 each of the switching elements 31 include a pair of inner wires 41A and a pair of outer wires 41B , The paired inner wires 41A are through the paired outer wires 41B in the second direction x2 flanked.

Unter Bezugnahme auf 15 bis 17 wird nachstehend eine Beschreibung der Ausgestaltung der Drähte 41 für jedes der Schaltelemente 31, die an die erste Oberarm-Montageschicht 211A, die zweite Oberarm-Montageschicht 221A oder die dritte Oberarm-Montageschicht 231A elektrisch gebondet sind, angegeben. Wie in 17 dargestellt, werden die ersten Bondabschnitte 411 der gepaarten Innendrähte 41A mit den gepaarten ersten Pads 311A der Vorderflächenelektrode 311 in Kontakt gehalten. Wie in 16 dargestellt, werden die ersten Bondabschnitte 411 der gepaarten Außendrähte 41B sowohl mit den gepaarten ersten Pads 311A als auch den gepaarten zweiten Pads 311B der Vorderflächenelektrode 311 in Kontakt gehalten. Wie in 15 und 16 dargestellt, weist jeder der ersten Bondabschnitte 411 der gepaarten Außendrähte 41B einen ersten Verbindungsabschnitt 411A, einen zweiten Verbindungsabschnitt 411B und einen Verknüpfungsabschnitt 411C auf. Der erste Verbindungsabschnitt 411A wird mit einem ersten Pad 311A in Kontakt gehalten. Der zweite Verbindungsabschnitt 411B wird mit einem zweiten Pad 311B in Kontakt gehalten. Der Verknüpfungsabschnitt 411C ist, in der ersten Richtung x1, zwischen dem ersten Verbindungsabschnitt 411A und dem zweiten Verbindungsabschnitt 411B angeordnet. Der Verknüpfungsabschnitt 411C steht in derselben Richtung hervor, in die die Vorderfläche 31A des Schaltelements 31 entlang der Dickenrichtung z weist.With reference to 15 to 17 a description of the configuration of the wires is given below 41 for each of the switching elements 31 that to the first upper arm mounting layer 211A , the second upper arm mounting layer 221A or the third upper arm mounting layer 231A are electrically bonded. As in 17 are shown, the first bond sections 411 the paired inner wires 41A with the paired first pads 311A the front surface electrode 311 kept in touch. As in 16 are shown, the first bond sections 411 of the paired outer wires 41B both with the paired first pads 311A as well as the paired second pads 311B the front surface electrode 311 kept in touch. As in 15 and 16 each of the first bond sections 411 of the paired outer wires 41B a first connection section 411A , a second connection section 411B and a link section 411C on. The first connection section 411A comes with a first pad 311A kept in touch. The second connection section 411B comes with a second pad 311B kept in touch. The link section 411C is in the first direction x1 , between the first connecting section 411A and the second connection section 411B arranged. The link section 411C protrudes in the same direction as the front surface 31A of the switching element 31 points along the thickness direction z.

Wie in 15 und 16 dargestellt, weist jeder der Drähte 41 für jedes der Schaltelemente 31, die an die erste Oberarm-Montageschicht 211A, die zweite Oberarm-Montageschicht 221A oder die dritte Oberarm-Montageschicht 231A elektrisch gebondet sind, einen zweiten Bondabschnitt 412 auf. Der zweite Bondabschnitt 412 wird mit der Anodenelektrode 321 des Schutzelements 32 in Kontakt gehalten. Daher sind die Anodenelektroden 321 der Schutzelemente 32, die an die erste Oberarm-Montageschicht 211A elektrisch gebondet sind, sowohl mit den Vorderflächenelektroden 311 der entsprechenden Schaltelemente 31 als auch der ersten Unterarm-Montageschicht 211B elektrisch verbunden. Die Anodenelektroden 321 der Schutzelemente 32, die an die zweite Oberarm-Montageschicht 221A elektrisch gebondet sind, sind sowohl mit den Vorderflächenelektroden 311 der entsprechenden Schaltelemente 31 als auch der zweiten Unterarm-Montageschicht 221B elektrisch verbunden. Die Anodenelektroden 321 der Schutzelemente 32, die an die dritte Oberarm-Montageschicht 231A elektrisch gebondet sind, sind sowohl mit den Vorderflächenelektroden 311 der entsprechenden Schaltelemente 31 als auch der dritten Unterarm-Montageschicht 231B elektrisch verbunden.As in 15 and 16 shown, each of the wires 41 for each of the switching elements 31 that to the first upper arm mounting layer 211A , the second upper arm mounting layer 221A or the third upper arm mounting layer 231A are electrically bonded, a second bond section 412 on. The second bond section 412 is with the anode electrode 321 of the protective element 32 kept in touch. Hence the anode electrodes 321 of the protective elements 32 that to the first upper arm mounting layer 211A are electrically bonded to both the front surface electrodes 311 the corresponding switching elements 31 as well as the first forearm mounting layer 211B electrically connected. The anode electrodes 321 of the protective elements 32 attached to the second upper arm mounting layer 221A are electrically bonded to both the front surface electrodes 311 the corresponding switching elements 31 as well as the second forearm mounting layer 221B electrically connected. The anode electrodes 321 of the protective elements 32 that to the third upper arm mounting layer 231A are electrically bonded to both the front surface electrodes 311 the corresponding switching elements 31 as well as the third forearm mounting layer 231B electrically connected.

Unter Bezugnahme auf 18 bis 20 wird nachstehend eine Beschreibung der Ausgestaltung der Drähte 41 für jedes der Schaltelemente 31, die an die erste Unterarm-Montageschicht 211B, die zweite Unterarm-Montageschicht 221B oder die dritte Unterarm-Montageschicht 231B elektrisch gebondet sind, angegeben. Wie in 20 dargestellt, werden die ersten Bondabschnitte 411 der gepaarten Innendrähte 41A mit den gepaarten ersten Pads 311A der Vorderflächenelektrode 311 in Kontakt gehalten. Wie in 19 dargestellt, werden die ersten Bondabschnitte 411 der gepaarten Außendrähte 41B sowohl mit den gepaarten ersten Pads 311A als auch den gepaarten zweiten Pads 311B der Vorderflächenelektrode 311 in Kontakt gehalten. Wie in 18 und 19 dargestellt, weist jeder der ersten Bondabschnitte 411 der gepaarten Außendrähte 41B einen ersten Verbindungsabschnitt 411A, einen zweiten Verbindungsabschnitt 411B und einen Verknüpfungsabschnitt 411C auf. Der erste Verbindungsabschnitt 411A wird mit einem ersten Pad 311A in Kontakt gehalten. Der zweite Verbindungsabschnitt 411B wird mit einem zweiten Pad 311B in Kontakt gehalten. Der Verknüpfungsabschnitt 411C ist, in der ersten Richtung x1, zwischen dem ersten Verbindungsabschnitt 411A und dem zweiten Verbindungsabschnitt 411B angeordnet. Der Verknüpfungsabschnitt 411C steht in derselben Richtung hervor, in die die Vorderfläche 31A der Schaltelemente 31 entlang der Dickenrichtung z weist.With reference to 18 to 20 a description of the configuration of the wires is given below 41 for each of the switching elements 31 to the first forearm mounting layer 211B , the second forearm mounting layer 221B or the third forearm mounting layer 231B are electrically bonded. As in 20 are shown, the first bond sections 411 the paired inner wires 41A with the paired first pads 311A the front surface electrode 311 kept in touch. As in 19 are shown, the first Bond sections 411 of the paired outer wires 41B both with the paired first pads 311A as well as the paired second pads 311B the front surface electrode 311 kept in touch. As in 18 and 19 each of the first bond sections 411 of the paired outer wires 41B a first connection section 411A , a second connection section 411B and a link section 411C on. The first connection section 411A comes with a first pad 311A kept in touch. The second connection section 411B comes with a second pad 311B kept in touch. The link section 411C is in the first direction x1 , between the first connecting section 411A and the second connection section 411B arranged. The link section 411C protrudes in the same direction as the front surface 31A of the switching elements 31 points along the thickness direction z.

Wie in 18 und 19 dargestellt, weist jeder der gepaarten Außendrähte 41B für jedes der Schaltelemente 31, die an die erste Unterarm-Montageschicht 211B, die zweite Unterarm-Montageschicht 221B oder die dritte Unterarm-Montageschicht 231B elektrisch gebondet sind, einen zweiten Bondabschnitt 412 auf. Der zweite Bondabschnitt 412 wird mit der Anodenelektrode 321 des Schutzelements 32 in Kontakt gehalten. Daher sind die Anodenelektroden 321 der Schutzelemente 32, die an die erste Unterarm-Montageschicht 211B elektrisch gebondet sind, sowohl mit den Vorderflächenelektroden 311 der entsprechenden Schaltelemente 31 als auch der ersten elektrisch leitfähigen Schicht 212 elektrisch verbunden. Die Anodenelektroden 321 der Schutzelemente 32, die an die zweite Unterarm-Montageschicht 221B elektrisch gebondet sind, sind sowohl mit den Vorderflächenelektroden 311 der entsprechenden Schaltelemente 31 als auch der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht 222 elektrisch verbunden. Die Anodenelektroden 321 der Schutzelemente 32, die an die dritte Unterarm-Montageschicht 231B elektrisch gebondet sind, sind sowohl mit den Vorderflächenelektroden 311 der entsprechenden Schaltelemente 31 als auch der dritten elektrisch leitfähigen Schicht 232 elektrisch verbunden.As in 18 and 19 each of the paired outer wires 41B for each of the switching elements 31 to the first forearm mounting layer 211B , the second forearm mounting layer 221B or the third forearm mounting layer 231B are electrically bonded, a second bond section 412 on. The second bond section 412 is with the anode electrode 321 of the protective element 32 kept in touch. Hence the anode electrodes 321 of the protective elements 32 to the first forearm mounting layer 211B are electrically bonded to both the front surface electrodes 311 the corresponding switching elements 31 as well as the first electrically conductive layer 212 electrically connected. The anode electrodes 321 of the protective elements 32 attached to the second forearm mounting layer 221B are electrically bonded to both the front surface electrodes 311 the corresponding switching elements 31 as well as the second electrically conductive layer 222 electrically connected. The anode electrodes 321 of the protective elements 32 that to the third forearm mounting layer 231B are electrically bonded to both the front surface electrodes 311 the corresponding switching elements 31 as well as the third electrically conductive layer 232 electrically connected.

Wie in 18 dargestellt, wird ein Paar Zusatzdrähte 46 mit der Anodenelektrode 321 jedes der Schutzelemente 32, die an die erste Unterarm-Montageschicht 211B, die zweite Unterarm-Montageschicht 221B oder die dritte Unterarm-Montageschicht 231B elektrisch gebondet sind, verbunden. Die Zusatzdrähte 46 werden an den anderen Enden davon mit gepaarten zweiten Pads 311B der Vorderflächenelektrode 311 des Schaltelements 31, mit dem das Schutzelement 32 assoziiert ist, verbunden. Die Zusatzdrähte 46 sind, in der zweiten Richtung x2, zwischen gepaarten Außendrähten 41B angeordnet. Die Zusatzdrähte 46 werden aus demselben Material gefertigt wie jenes der Drähte 41. Die Durchmesser der Zusatzdrähte 46 sind jenen der Drähte 41 gleich.As in 18 is shown, a pair of auxiliary wires 46 with the anode electrode 321 each of the protective elements 32 to the first forearm mounting layer 211B , the second forearm mounting layer 221B or the third forearm mounting layer 231B are electrically bonded. The additional wires 46 are paired at the other ends with second pads 311B the front surface electrode 311 of the switching element 31 with which the protective element 32 is associated. The additional wires 46 are in the second direction x2 , between paired outer wires 41B arranged. The additional wires 46 are made of the same material as that of the wires 41 , The diameter of the additional wires 46 are those of the wires 41 equal.

Wie in 15 bis 20 dargestellt, deckt die feuchtigkeitsbeständige Schicht 51 die Seitenfläche 31C der Schaltelemente 31 ab. Als das Material für die feuchtigkeitsbeständige Schicht 51 wird ein elektrisch isolierendes Material gewählt, das eine hohe Temperaturwechselbeständigkeit und geringere Feuchtigkeitsdurchlässigkeit aufweist als das Versiegelungsharz 52 (Silikongel im Halbleiterbauelement A10) . Als ein solches elektrisch isolierendes Material für die feuchtigkeitsbeständige Schicht 51 werden Polyimid und Silikongel gewählt. Das Verhältnis des Gewichtsanteils von Polyimid zu Silikongel in der feuchtigkeitsbeständigen Schicht 51 beträgt 1,5:1 bis 7,0:1. Das heißt, in der feuchtigkeitsbeständigen Schicht 51 ist das Gewicht von Polyimid größer als jenes von Silikongel. In der feuchtigkeitsbeständigen Schicht 51 werden Polyimidmoleküle und Silikongelmoleküle gemischt. Vorzugsweise sind Polyimidmoleküle und Silikongelmoleküle gleichmäßig in der feuchtigkeitsbeständigen Schicht 51 verteilt. Dies verhindert wirksam eine aufgrund von Temperaturschwankungen auftretende Rissbildung in der feuchtigkeitsbeständigen Schicht 51, so dass die feuchtigkeitsbeständige Schicht 51 die Funktion des Verhinderns des Eindringens von Feuchtigkeit aufrechterhält. Obwohl die feuchtigkeitsbeständige Schicht 51, die nur aus Polyimid und Silikongel besteht, für das Halbleiterbauelement A10 erläutert wird, können diesen Materialien andere Materialien zugesetzt werden, um die feuchtigkeitsbeständige Schicht 51 zu bilden. Obwohl eine Mischung aus Polyimid und Silikongel als das Material für die feuchtigkeitsbeständige Schicht 51 im Halbleiterbauelement A10 ausgewählt wird, können außerdem andere Materialien, die eine geringe Feuchtigkeitsdurchlässigkeit aufweisen, ausgewählt werden. Zum Beispiel kann die feuchtigkeitsbeständige Schicht 51 aus einer Mischung von Polybenzoxazol und Silikongel gefertigt werden.As in 15 to 20 shown, covers the moisture-resistant layer 51 the side surface 31C of the switching elements 31 from. As the material for the moisture-resistant layer 51 an electrically insulating material is selected that has a high resistance to temperature changes and less moisture permeability than the sealing resin 52 (Silicone gel in the semiconductor component A10 ). As such an electrically insulating material for the moisture resistant layer 51 polyimide and silicone gel are selected. The ratio of the weight fraction of polyimide to silicone gel in the moisture-resistant layer 51 is 1.5: 1 to 7.0: 1. That is, in the moisture-resistant layer 51 the weight of polyimide is greater than that of silicone gel. In the moisture-resistant layer 51 polyimide molecules and silicone gel molecules are mixed. Polyimide molecules and silicone gel molecules are preferably uniform in the moisture-resistant layer 51 distributed. This effectively prevents cracking in the moisture-resistant layer due to temperature fluctuations 51 so that the moisture-resistant layer 51 maintains the function of preventing moisture penetration. Although the moisture resistant layer 51 , which consists only of polyimide and silicone gel, for the semiconductor device A10 as explained, other materials can be added to these materials to make the moisture-resistant layer 51 to build. Although a mixture of polyimide and silicone gel as the material for the moisture-resistant layer 51 in the semiconductor device A10 other materials that have low moisture permeability can also be selected. For example, the moisture resistant layer 51 be made from a mixture of polybenzoxazole and silicone gel.

Ein Beispiel eines Verfahrens zum Ausbilden der feuchtigkeitsbeständigen Schicht 51 des Halbleiterbauelements A10 wird nachstehend beschrieben. Ein verflüssigtes Kunstharzmaterial, das Polyimid, Silikongel und ein Lösungsmittel enthält, wird vorbereitet. Es ist zu beachten, dass das Lösungsmittel leichtflüchtig ist. Dann wird das Kunstharzmaterial mithilfe eines Spenders auf die Montageschicht (die erste Montageschicht 211, die zweite Montageschicht 221 und die dritte Montageschicht 231) fallengelassen. Folglich breitet sich das Kunstharzmaterial auf den Seitenflächen 31C der Schaltelemente 31 aus, so dass die Seitenflächen 31C mit dem Kunstharzmaterial abgedeckt werden. Schließlich wird das Kunstharzmaterial in Wärme gehärtet, um die feuchtigkeitsbeständige Schicht 51 zu erhalten. In diesem Prozess verflüchtigt sich das Lösungsmittel. Mithilfe dieses Verfahrens wird die feuchtigkeitsbeständige Schicht 51, die die Seitenflächen 31C der Schaltelemente 31 abdeckt, leicht ausgebildet.An example of a method of forming the moisture resistant layer 51 of the semiconductor device A10 will be described below. A liquefied synthetic resin material containing polyimide, silicone gel and a solvent is prepared. It should be noted that the solvent is volatile. Then, using a dispenser, the synthetic resin material is applied to the mounting layer (the first mounting layer 211 , the second mounting layer 221 and the third assembly layer 231 ) dropped. As a result, the synthetic resin material spreads on the side surfaces 31C of the switching elements 31 out so the side faces 31C be covered with the synthetic resin material. Finally, the synthetic resin material is heat-cured to form the moisture-resistant layer 51 to obtain. The solvent evaporates in this process. With the help of this process, the moisture-resistant layer 51 that the side faces 31C of the switching elements 31 covers, slightly trained.

Wie in 15 bis 17 dargestellt, wird die feuchtigkeitsbeständige Schicht 51 mit einer von der ersten Oberarm-Montageschicht 211A, der zweiten Oberarm-Montageschicht 221A oder der dritten Oberarm-Montageschicht 231A und mit der Seitenfläche 31C von mindestens einem der Schaltelemente 31 in Kontakt gehalten. In Dickenrichtung z erstreckt sich die feuchtigkeitsbeständige Schicht 51 derart, dass sie zwischen der Seitenfläche 31A und der ersten Oberarm-Montageschicht 211A oder der zweiten Oberarm-Montageschicht 221A oder der dritten Oberarm-Montageschicht 231A aufgespannt ist, wodurch sie über der Bondschicht 39 und der Rückflächenelektrode 312 verläuft.As in 15 to 17 is shown, the moisture-resistant layer 51 with one of the first upper arm mounting layer 211A , the second upper arm mounting layer 221A or the third upper arm mounting layer 231A and with the side surface 31C of at least one of the switching elements 31 kept in touch. The moisture-resistant layer extends in the thickness direction z 51 such that they are between the side surface 31A and the first upper arm mounting layer 211A or the second upper arm mounting layer 221A or the third upper arm mounting layer 231A is stretched, causing them to lie over the bond layer 39 and the back surface electrode 312 runs.

Wie in 18 bis 20 dargestellt, wird die feuchtigkeitsbeständige Schicht 51 mit der ersten Unterarm-Montageschicht 211B, der zweiten Unterarm-Montageschicht 221B oder der dritten Unterarm-Montageschicht 231B und mit der Seitenfläche 31C von Schaltelementen 31 in Kontakt gehalten. In Dickenrichtung z erstreckt sich die feuchtigkeitsbeständige Schicht 51 derart, dass sie zwischen der Seitenfläche 31A und der ersten Unterarm-Montageschicht 211B oder der zweiten Unterarm-Montageschicht 221B oder der dritten Unterarm-Montageschicht 231B aufgespannt ist, wodurch sie über der Bondschicht 39 und der Rückflächenelektrode 312 verläuft.As in 18 to 20 is shown, the moisture-resistant layer 51 with the first forearm mounting layer 211B , the second forearm mounting layer 221B or the third forearm mounting layer 231B and with the side surface 31C of switching elements 31 kept in touch. The moisture-resistant layer extends in the thickness direction z 51 such that they are between the side surface 31A and the first forearm mounting layer 211B or the second forearm mounting layer 221B or the third forearm mounting layer 231B is stretched, causing them to lie over the bond layer 39 and the back surface electrode 312 runs.

Daher wird die feuchtigkeitsbeständige Schicht 51 mit der ersten Montageschicht 211, der zweiten Montageschicht 221 oder der dritten Montageschicht 231 und mindestens einer der Seitenflächen 31C in Kontakt gehalten. In Dickenrichtung erstreckt sich die feuchtigkeitsbeständige Schicht 51 derart, dass sie zwischen der ersten Montageschicht 211, der zweiten Montageschicht 221 oder der dritten Montageschicht 231 und der Seitenfläche 31C aufgespannt ist.Therefore, the moisture-resistant layer 51 with the first assembly layer 211 , the second assembly layer 221 or the third assembly layer 231 and at least one of the side surfaces 31C kept in touch. The moisture-resistant layer extends in the thickness direction 51 such that they are between the first mounting layer 211 , the second assembly layer 221 or the third assembly layer 231 and the side surface 31C is spanned.

Wie in 15, 16, 18 und 19 dargestellt, deckt die feuchtigkeitsbeständige Schicht 51 die Seitenfläche 31C eines Schaltelements 31 und die Seitenfläche 32C des Schutzelements 32, das mit jenem Schaltelement 31 gepaart ist (des Schutzelements 32, das antiparallel mit dem Schaltelement 31 verbunden ist), einstückig ab. In dem in diesen Figuren dargestellten Beispiel wird die feuchtigkeitsbeständige Schicht 51 entsprechend den Paaren von Schaltelementen 31 und Schutzelementen 32 bereitgestellt. Das heißt, die feuchtigkeitsbeständige Schicht 51 wird in mehrere Abschnitte unterteilt, so dass jeder Abschnitt ein Paar der Seitenfläche 31C eines Schaltelements 31 und der Seitenfläche 32C eines Schutzelements 32 abdeckt. Im Gegensatz zu dieser Ausgestaltung kann die feuchtigkeitsbeständige Schicht 51 derart ausgelegt sein, dass sie die Seitenflächen 31 mehrerer Schaltelemente 31 auf jeder von der ersten Montageschicht 211, der zweiten Montageschicht 221 und der dritten Montageschicht 231 einstückig abdeckt.As in 15 . 16 . 18 and 19 shown, covers the moisture-resistant layer 51 the side surface 31C a switching element 31 and the side surface 32C of the protective element 32 that with that switching element 31 is paired (the protective element 32 , the anti-parallel with the switching element 31 is connected), in one piece. In the example shown in these figures, the moisture resistant layer 51 corresponding to the pairs of switching elements 31 and protective elements 32 provided. That is, the moisture-resistant layer 51 is divided into several sections so that each section has a pair of side faces 31C a switching element 31 and the side surface 32C a protective element 32 covers. In contrast to this configuration, the moisture-resistant layer 51 be designed so that the side surfaces 31 several switching elements 31 on each of the first assembly layer 211 , the second assembly layer 221 and the third assembly layer 231 covers in one piece.

Wie in 11 und 12 dargestellt, wird das Versiegelungsharz 52 in einem Bereich beherbergt, der durch das Gehäuse 70 und die Wärmesenke 61 umgeben ist. Wie in 16, 17, 19 und 20 dargestellt, deckt das Versiegelungsharz 52 sowohl die Schaltelemente 31 als auch die feuchtigkeitsbeständige Schicht 51 ab. Das Versiegelungsharz 52 deckt außerdem die Schutzelemente 32 ab. Es wird bevorzugt, dass das Versiegelungsharz 52 ein elektrisch isolierendes Kunstharz mit einer ausgezeichneten Wärmebeständigkeit und Haftung ist. Zum Beispiel ist das Versiegelungsharz 52 Silikongel, das hauptsächlich aus wärmeaushärtendem Organopolysiloxan zusammengesetzt ist. Das Versiegelungsharz 52 wird der Atmosphäre ausgesetzt.As in 11 and 12 is shown, the sealing resin 52 housed in an area through the housing 70 and the heat sink 61 is surrounded. As in 16 . 17 . 19 and 20 shown, covers the sealing resin 52 both the switching elements 31 as well as the moisture resistant layer 51 from. The sealing resin 52 also covers the protective elements 32 from. It is preferred that the sealing resin 52 is an electrically insulating synthetic resin with excellent heat resistance and adhesion. For example, the sealing resin 52 Silicone gel composed mainly of thermosetting organopolysiloxane. The sealing resin 52 is exposed to the atmosphere.

Wie in 11 und 12 dargestellt, wird die Wärmesenke 61 an die Rückfläche 112 des Substrats 11 gebondet. Im Halbleiterbauelement A10 wird die Wärmesenke 61 über eine Wärmeübertragungsschicht 62 und eine Substratbondschicht 69 (beide nachstehend beschrieben) an jede von der Rückfläche 112 des ersten Substrats 11A, der Rückfläche 112 des zweiten Substrats 11B und der Rückfläche 112 des dritten Substrats 11C gebondet. Zum Beispiel wird die Wärmesenke 61 aus einer Metallplatte, wie z.B. einer Kupferplatte, gefertigt. Die Fläche der Metallplatte kann mit Nickel plattiert werden. Wie in 7 bis 9 dargestellt, wird die Wärmesenke 61 bei Betrachtung in Dickenrichtung z mit mehreren Stützlöchern 611 an ihren vier Ecken bereitgestellt. Jedes der Stützlöcher 611 durchdringt die Wärmesenke 61 in Dickenrichtung z. Die Stützlöcher 611 werden verwendet, um die Wärmesenke 61, die an das Substrat 11 gebondet ist, auf dem Gehäuse 70 zu stützen.As in 11 and 12 is shown, the heat sink 61 to the back surface 112 of the substrate 11 bonded. In the semiconductor device A10 becomes the heat sink 61 via a heat transfer layer 62 and a substrate bond layer 69 (both described below) to each of the back surfaces 112 of the first substrate 11A , the back surface 112 of the second substrate 11B and the back surface 112 of the third substrate 11C bonded. For example, the heat sink 61 made of a metal plate, such as a copper plate. The surface of the metal plate can be plated with nickel. As in 7 to 9 is shown, the heat sink 61 when viewed in the thickness direction z with several support holes 611 provided at their four corners. Each of the support holes 611 penetrates the heat sink 61 in the thickness direction z. The support holes 611 are used to heat the sink 61 that to the substrate 11 is bonded to the case 70 to support.

Wie in 11 und 12 dargestellt, wird die Wärmeübertragungsschicht 62 auf der Rückfläche 112 des Substrats 11 angeordnet. Die Wärmeübertragungsschicht 62 wird aus einem metallischen Material, wie z.B. einer Kupferfolie, gefertigt. Die Wärmeübertragungsschicht 62 überträgt die durch das Betreiben der Schaltelemente 31 erzeugte Wärme an die Wärmesenke 61.As in 11 and 12 is shown, the heat transfer layer 62 on the back surface 112 of the substrate 11 arranged. The heat transfer layer 62 is made from a metallic material such as copper foil. The heat transfer layer 62 transmits the by operating the switching elements 31 generated heat to the heat sink 61 ,

Die Substratbondschicht 69 ist ein zwischen der Wärmesenke 61 und er Wärmeübertragungsschicht 62 angeordnetes Bondmaterial, wie in 11 und 12 dargestellt. Im Halbleiterbauelement A10 wird die Substratbondschicht 69 aus bleifreiem Lötzinn gefertigt, das hauptsächlich aus Zinn zusammengesetzt ist. Die Substratbondschicht 59 bondet die Wärmesenke 61 an das Substrat 11.The substrate bond layer 69 is one between the heat sink 61 and he heat transfer layer 62 arranged bonding material, as in 11 and 12 shown. In the semiconductor device A10 becomes the substrate bond layer 69 made of lead-free solder, which is mainly composed of tin. The substrate bond layer 59 bonds the heat sink 61 to the substrate 11 ,

Das Gehäuse 70 ist ein elektrisch isolierendes Element, das bei Betrachtung in Dickenrichtung z das Substrat 11 umgibt, wie in 3 dargestellt. Das Gehäuse 70 weist die Form eines Rahmens auf. Das Gehäuse 70 ist aus einem elektrisch isolierenden Kunstharz mit einer ausgezeichneten Wärmebeständigkeit, wie z.B. PPS (Polyphenylensulfid), gefertigt. Das Gehäuse 70 weist ein Paar Seitenwände 71, ein Paar Anschlusssitze 72, Befestigungsabschnitte 73, eine Versorgungsanschlussbasis 74 und eine Ausgangsanschlussbasis 75 auf.The housing 70 is an electrically insulating element that when viewed in the thickness direction z the substrate 11 surrounds as in 3 shown. The housing 70 has the shape of a frame. The housing 70 is made of an electrically insulating Synthetic resin with excellent heat resistance, such as PPS (polyphenylene sulfide). The housing 70 has a pair of side walls 71 , a pair of connection seats 72 , Fastening sections 73 , a supply connection base 74 and an output port base 75 on.

Wie in 2, 3, 5 und 6 sind die gepaarten Seitenwände 71 in der ersten Richtung x1 voneinander beabstandet und weisen die Form einer Rille auf. Jede der Seitenwände 71 ist sowohl entlang der zweiten Richtung x2 als auch der Dickenrichtung z angeordnet, und ein Ende, in Dickenrichtung z, jeder Seitenwand wird mit der Wärmesenke 61 in Kontakt gehalten. In der zweiten Richtung x2 entgegengesetzte Enden jeder Seitenwand 71 werden mit den gepaarten Anschlusssitzen 72 verbunden. In einer der Seitenwände 71 werden der erste Gateanschluss 27A, der erste Detektionsanschluss 281A, der Versorgungsstromdetektionsanschluss 282 und die gepaarten Thermistoranschlüsse 29 angeordnet. In der anderen Seitenwand 71 werden der zweite Gateanschluss 27A und der zweite Detektionsanschluss 281B angeordnet. Wie in 8 bis 10 dargestellt, werden die Enden dieser Anschlüsse, die sich in Dickenrichtung z in der Nähe des Substrats 11 befinden, auf den Seitenwänden 71 gestützt.As in 2 . 3 . 5 and 6 are the paired side walls 71 in the first direction x1 spaced from each other and have the shape of a groove. Each of the side walls 71 is both along the second direction x2 as well as the thickness direction z, and one end, in the thickness direction z, of each side wall is connected to the heat sink 61 kept in touch. In the second direction x2 opposite ends of each side wall 71 are paired with the connection seats 72 connected. In one of the side walls 71 become the first gate connector 27A , the first detection port 281A , the supply current detection connector 282 and the paired thermistor connections 29 arranged. In the other side wall 71 become the second gate connector 27A and the second detection port 281B arranged. As in 8th to 10 are shown, the ends of these connections, which are in the thickness direction z near the substrate 11 located on the side walls 71 supported.

Wie in 3, 8 und 9 dargestellt, sind die gepaarten Anschlusssitze 72 in der zweiten Richtung x2 voneinander beabstandet. Jeder der Anschlusssitze 72 ist entlang der zweiten Richtung x2 angeordnet. Mit einem der Anschlusssitze 72 ist die Versorgungsanschlussbasis 74, die nach außen in der zweiten Richtung x2 hervorsteht, verbunden und ein Teil des Versorgungsanschlusses 24 wird auf dem Anschlusssitz 72 gestützt. Mit dem anderen der Anschlusssitze 72 ist die Ausgangsanschlussbasis 75, die nach außen in der zweiten Richtung x2 hervorsteht, verbunden und ein Teil des Ausgangsanschlusses 25 wird auf dem Anschlusssitz 72 gestützt.As in 3 . 8th and 9 are shown, the paired connection seats 72 in the second direction x2 spaced from each other. Each of the connection seats 72 is along the second direction x2 arranged. With one of the connection seats 72 is the supply connection base 74 that are outward in the second direction x2 protrudes, connects and forms part of the supply connection 24 will be on the connection seat 72 supported. With the other of the connection seats 72 is the output connector base 75 that are outward in the second direction x2 protrudes, connects and is part of the output connector 25 will be on the connection seat 72 supported.

Wie in 2, 8 und 9 dargestellt, sind die Befestigungsabschnitte 73 bei Betrachtung in Dickenrichtung z an vier Ecken des Gehäuses 70 bereitgestellt. Jeder der Befestigungsabschnitte 73 wird mit einem Befestigungsloch 731 bereitgestellt, das den Befestigungsabschnitt 73 in Dickenrichtung z durchdringt. Die Positionen der Befestigungslöcher 731 entsprechen den Stützlöchern 611, die in der Wärmesenke 61 bereitgestellt sind. Die Wärmesenke 61 wird auf dem Gehäuse 70 gestützt, indem Befestigungselemente, wie z.B. Stifte, in die Befestigungslöcher 731 und die Stützlöcher 611 eingeführt werden.As in 2 . 8th and 9 shown are the mounting sections 73 when viewed in the thickness direction z at four corners of the housing 70 provided. Each of the attachment sections 73 comes with a mounting hole 731 provided the mounting section 73 penetrates in the thickness direction z. The positions of the mounting holes 731 correspond to the support holes 611 that are in the heat sink 61 are provided. The heat sink 61 is on the case 70 supported by fasteners, such as pins, in the mounting holes 731 and the support holes 611 be introduced.

Wie in 2, 5 und 8 dargestellt, stützt die Versorgungsanschlussbasis 74 zusammen mit dem damit verbundenen Anschlusssitz 72 den Versorgungsanschluss 24. Die Versorgungsanschlussbasis 74 umfasst eine erste Anschlussbasis 741 und eine zweite Anschlussbasis 742. Die erste Anschlussbasis 741 und die zweite Anschlussbasis 742 sind in der ersten Richtung x1 voneinander beabstandet. Auf der ersten Anschlussbasis 741 wird ein Teil des ersten Versorgungsanschlusses 24A gestützt, und der gestützte Teil ist nach außen des Halbleiterbauelements A10 freigelegt. Auf der zweiten Anschlussbasis 742 wird ein Teil des zweiten Versorgungsanschlusses 24B gestützt, und der gestützte Teil ist nach außen des Halbleiterbauelements A10 freigelegt. Wie in 8 und 13 dargestellt, wird eine Mutter 743 in jeder von der ersten Anschlussbasis 741 und der zweiten Anschlussbasis 742 angeordnet. Jede Mutter 743 entspricht in Dickenrichtung z dem Kopplungsloch 241, das in dem ersten Versorgungsanschluss 24A oder dem zweiten Versorgungsanschluss 24B bereitgestellt ist. Das Befestigungselement, wie z.B. ein Bolzen, das in das Kopplungsloch 241 eingeführt wird, steht im Gewindeeingriff mit einer Mutter 743.As in 2 . 5 and 8th shown, supports the supply connection base 74 together with the associated connection seat 72 the supply connection 24 , The supply connection base 74 includes a first connection base 741 and a second connection base 742 , The first connection base 741 and the second connection base 742 are in the first direction x1 spaced from each other. On the first connection base 741 becomes part of the first supply connection 24A supported, and the supported part is outward of the semiconductor device A10 exposed. On the second connection base 742 becomes part of the second supply connection 24B supported, and the supported part is outward of the semiconductor device A10 exposed. As in 8th and 13 depicted is a mother 743 in each of the first connection base 741 and the second connection base 742 arranged. Every mother 743 corresponds in the thickness direction z the coupling hole 241 that in the first supply connector 24A or the second supply connection 24B is provided. The fastener, such as a bolt, that goes into the coupling hole 241 is engaged with a nut 743 ,

Wie in 2, 6 und 9 dargestellt, stützt die Ausgangsanschlussbasis 75 zusammen mit dem damit verbundenen Anschlusssitz 72 den Ausgangsanschluss 25. Die Ausgangsanschlussbasis 75 umfasst eine erste Anschlussbasis 751 und eine zweite Anschlussbasis 752. Die erste Anschlussbasis 751 und die zweite Anschlussbasis 752 sind in der ersten Richtung x1 voneinander beabstandet. Auf der ersten Anschlussbasis 751 wird ein Teil des ersten Ausgangsanschlusses 25A gestützt, und der gestützte Teil ist nach außen des Halbleiterbauelements A10 freigelegt. Auf der zweiten Anschlussbasis 752 wird ein Teil des zweiten Ausgangsanschlusses 25B gestützt, und der gestützte Teil ist nach außen des Halbleiterbauelements A10 freigelegt. Wie in 9 und 14 dargestellt, wird eine Mutter 753 in jeder von der ersten Anschlussbasis 751 und der zweiten Anschlussbasis 752 angeordnet. Jede Mutter 753 entspricht in Dickenrichtung z dem Kopplungsloch 251, das in dem ersten Ausgangsanschluss 25A oder dem zweiten Ausgangsanschluss 25B bereitgestellt ist. Das Befestigungselement, wie z.B. ein Bolzen, das in das Kopplungsloch 251 eingeführt wird, steht im Gewindeeingriff mit einer Mutter 753.As in 2 . 6 and 9 shown, supports the output port base 75 together with the associated connection seat 72 the output connector 25 , The output port base 75 includes a first connection base 751 and a second connection base 752 , The first connection base 751 and the second connection base 752 are in the first direction x1 spaced from each other. On the first connection base 751 becomes part of the first output connector 25A supported, and the supported part is outward of the semiconductor device A10 exposed. On the second connection base 752 becomes part of the second output connector 25B supported, and the supported part is outward of the semiconductor device A10 exposed. As in 9 and 14 depicted is a mother 753 in each of the first connection base 751 and the second connection base 752 arranged. Every mother 753 corresponds to the coupling hole in the thickness direction z 251 that in the first output port 25A or the second output connector 25B is provided. The fastener, such as a bolt, that goes into the coupling hole 251 is engaged with a nut 753 ,

Wie in 2, 11 und 12 dargestellt, verschließt die obere Platte 79 den Innenraum des Halbleiterbauelements A10, der durch die Wärmesenke 61 und das Gehäuse 70 definiert ist. Die obere Platte 79 wird auf den gepaarten Seitenwänden 71 des Gehäuses 70 derart gestützt, dass sie der Vorderfläche 111 des Substrats 11 zugewandt ist und von der Vorderfläche 111 in Dickenrichtung z beabstandet ist. Die obere Platte 79 wird aus einem elektrisch isolierenden Kunstharz gefertigt.As in 2 . 11 and 12 shown, closes the top plate 79 the interior of the semiconductor device A10 by the heat sink 61 and the housing 70 is defined. The top plate 79 is on the paired side walls 71 of the housing 70 supported such that it is the front surface 111 of the substrate 11 is facing and from the front surface 111 in the thickness direction z is spaced. The top plate 79 is made of an electrically insulating synthetic resin.

Als Nächstes wird die Schaltungsausgestaltung in dem Halbleiterbauelement A10 unter Bezugnahme auf 21 beschrieben. Next, the circuit design in the semiconductor device A10 with reference to 21 described.

Wie in 21 dargestellt, werden zwei Schaltkreise, nämlich eine Oberarmschaltung 81 und eine Unterarmschaltung 82 im Halbleiterbauelement A10 ausgebildet. Die Oberarmschaltung 81 kann aus der ersten Oberarm-Montageschicht 211A, der zweiten Oberarm-Montageschicht 221A, der dritten Oberarm-Montageschicht 231A und den Schaltelementen 31 und den Schutzelementen 32, die an diese Montageschichten elektrisch gebondet sind, gebildet sein. Die Schaltelemente 31 und die Schutzelemente 32, die an diese Montageschichten elektrisch gebondet sind, sind zwischen dem ersten Versorgungsanschluss 24A und dem Ausgangsanschluss 25 parallel verbunden. Die Gateelektroden 313 der Schaltelemente 31 in der Oberarmschaltung 81 sind parallel mit dem ersten Gateanschluss 27A verbunden. Die Schaltelemente 31 in der Oberarmschaltung 81 werden gleichzeitig durch das Anlegen einer Gatespannung an den ersten Gateanschluss 27A unter Verwendung einer Treiberschaltung, wie z.B. eines außerhalb des Halbleiterbauelements A10 angeordneten Gatetreibers, betrieben.As in 21 are shown, two circuits, namely an upper arm circuit 81 and a forearm circuit 82 in the semiconductor device A10 educated. The upper arm circuit 81 can from the first upper arm assembly layer 211A , the second upper arm mounting layer 221A , the third upper arm mounting layer 231A and the switching elements 31 and the protective elements 32 that are electrically bonded to these mounting layers. The switching elements 31 and the protective elements 32 that are electrically bonded to these mounting layers are between the first supply connection 24A and the output connector 25 connected in parallel. The gate electrodes 313 of the switching elements 31 in the upper arm circuit 81 are in parallel with the first gate connection 27A connected. The switching elements 31 in the upper arm circuit 81 are simultaneously applied by applying a gate voltage to the first gate terminal 27A using a driver circuit, such as one outside the semiconductor device A10 arranged gate driver operated.

Die Vorderflächenelektroden 311 der Schaltelemente 31 in der Oberarmschaltung 81 sind parallel mit dem ersten Detektionsanschluss 281A verbunden. Der durch die Schaltelemente 31 in der Oberarmschaltung 81 fließende Source-Strom wird über den ersten Detektionsanschluss 281A in eine Steuerschaltung, die außerhalb des Halbleiterbauelements A10 angeordnet ist, eingegeben.The front surface electrodes 311 of the switching elements 31 in the upper arm circuit 81 are parallel to the first detection connection 281A connected. The through the switching elements 31 in the upper arm circuit 81 flowing source current is through the first detection port 281A into a control circuit that is outside the semiconductor device A10 is arranged, entered.

In der Oberarmschaltung 81 wird die Spannung, die durch den ersten Versorgungsanschluss 24A und den zweiten Versorgungsanschluss 24B an die erste Oberarm-Montageschicht 211A, die zweite Oberarm-Montageschicht 221A und die dritte Oberarm-Montageschicht 231A angelegt wird, in die Steuerschaltung, die außerhalb des Halbleiterbauelements A10 angeordnet ist, über den Versorgungsstromdetektionsanschluss 282 eingegeben.In the upper arm circuit 81 becomes the voltage generated by the first supply connection 24A and the second supply connection 24B to the first upper arm mounting layer 211A , the second upper arm mounting layer 221A and the third upper arm mounting layer 231A is applied to the control circuit outside the semiconductor device A10 is arranged via the supply current detection connection 282 entered.

Die Unterarmschaltung 82 kann aus der ersten Unterarm-Montageschicht 211B, der zweiten Unterarm-Montageschicht 221B, der dritten Unterarm-Montageschicht 231B und den Schaltelementen 31, die an die Montageschichten elektrisch gebondet sind, gebildet sein, und die Schutzelemente 32 sind zwischen dem Ausgangsanschluss 25 und dem zweiten Versorgungsanschluss 24B parallel verbunden. Die Gateelektroden 313 der Schaltelemente 31 in der Unterarmschaltung 82 sind mit dem zweiten Gateanschluss 27B parallel verbunden. Die Schaltelemente 31 in der Unterarmschaltung 82 werden gleichzeitig durch das Anlegen einer Gatespannung an den zweiten Gateanschluss 27B unter Verwendung einer Treiberschaltung, wie z.B. eines außerhalb des Halbleiterbauelements A10 angeordneten Gatetreibers, betrieben.The forearm circuit 82 can from the first forearm mounting layer 211B , the second forearm mounting layer 221B , the third forearm mounting layer 231B and the switching elements 31 that are electrically bonded to the mounting layers, and the protective elements 32 are between the output connector 25 and the second supply connection 24B connected in parallel. The gate electrodes 313 of the switching elements 31 in the forearm circuit 82 are with the second gate connection 27B connected in parallel. The switching elements 31 in the forearm circuit 82 are simultaneously applied by applying a gate voltage to the second gate terminal 27B using a driver circuit, such as one outside the semiconductor device A10 arranged gate driver operated.

Die Vorderflächenelektroden 311 der Schaltelemente 31 in der Unterarmschaltung 82 sind mit dem zweiten Detektionsanschluss 281B parallel verbunden. Der durch die Schaltelemente 31 in der Unterarmschaltung 82 fließende Source-Strom wird über den zweiten Detektionsanschluss 281B in eine Steuerschaltung, die außerhalb des Halbleiterbauelements A10 angeordnet ist, eingegeben.The front surface electrodes 311 of the switching elements 31 in the forearm circuit 82 are with the second detection port 281B connected in parallel. The through the switching elements 31 in the forearm circuit 82 flowing source current is through the second detection port 281B into a control circuit that is outside the semiconductor device A10 is arranged, entered.

Wechselspannungen verschiedener Frequenzen werden von dem Ausgangsanschluss 25 ausgegeben, indem eine Gleichstromversorgung an den ersten Versorgungsanschluss 24A und den zweiten Versorgungsanschluss 24B angelegt wird und die Schaltelemente 31 in der Oberarmschaltung 81 und der Unterarmschaltung 82 betrieben werden. Die Wechselspannungsausgabe vom Ausgangsanschluss 25 wird einem Versorgungsziel, wie z.B. einem Motor, zugeführt.AC voltages of different frequencies are from the output connector 25 issued by a DC power supply to the first supply connector 24A and the second supply connection 24B is created and the switching elements 31 in the upper arm circuit 81 and the forearm switch 82 operate. The AC voltage output from the output connector 25 is supplied to a supply target, such as an engine.

Die Vorteile des Halbleiterbauelements A10 werden nachstehend beschrieben.The advantages of the semiconductor device A10 are described below.

Bei der Ausgestaltung des Halbleiterbauelements A10 wird die feuchtigkeitsbeständige Schicht 51 sowohl mit der Montageschicht (der ersten Montageschicht 211, der zweiten Montageschicht 221 und der dritten Montageschicht 231) als auch der Seitenfläche 31C der Schaltelemente 31 in Kontakt gehalten. In Dickenrichtung z erstreckt sich die feuchtigkeitsbeständige Schicht 51 derart, dass sie zwischen der Montageschicht und der Seitenfläche 31C aufgespannt ist. Wenn Feuchtigkeit in das Versiegelungsharz 52 aufgrund der Wirkung von hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit eindringt, wird wahrscheinlich ein Leckstrom Lc von der Vorderflächenelektrode 311 des Schaltelements 31 generiert, wie in 22 dargestellt. Am Schaltelement 31 versucht der Leckstrom Lc entlang der Vorderfläche des Isolationsfilms 314 und der Seitenfläche 31C zu fließen. Das Bereitstellen der feuchtigkeitsbeständigen Schicht 51 bewirkt, dass der Pfad des Leckstroms Lc länger wird, wodurch der Fluss des Leckstroms LC erschwert wird. Da auf diese Weise verhindert wird, dass der Leckstrom Lc an die Montageschicht gelangt, wird ein aufgrund des Flusses des Leckstroms Lc auftretender Ausfall des Schaltelements 31 verhindert. Daher arbeitet das Halbleiterbauelement A10 stabil bei Bedingungen mit hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit. Wenn das Schaltelement 31 oder das Schutzelement 32 eine vergleichsweise kleine Dicke von 150 µm oder weniger aufweist, wird der Pfad des Leckstroms Lc verhältnismäßig kurz. Wenn eine Spannung von 1200 V oder mehr an ein solches Halbleiterbauelement angelegt wird, fließt der Leckstrom Lc verhältnismäßig leicht. Das Bereitstellen der feuchtigkeitsbeständigen Schicht 51 ist besonders für ein solches vergleichsweise dünnes Schaltelement 31 wirksam.When designing the semiconductor component A10 becomes the moisture resistant layer 51 both with the mounting layer (the first mounting layer 211 , the second assembly layer 221 and the third assembly layer 231 ) as well as the side surface 31C of the switching elements 31 kept in touch. The moisture-resistant layer extends in the thickness direction z 51 such that they are between the mounting layer and the side surface 31C is spanned. If moisture in the sealing resin 52 due to the effect of high temperature and high humidity, leakage current is likely Lc from the front surface electrode 311 of the switching element 31 generated as in 22 shown. On the switching element 31 tries the leakage current Lc along the front surface of the insulation film 314 and the side surface 31C to flow. Providing the moisture resistant layer 51 causes the path of the leakage current Lc becomes longer, causing the flow of leakage current LC is difficult. Because this prevents the leakage current Lc gets to the mounting layer due to the flow of leakage current Lc failure of the switching element 31 prevented. Therefore, the semiconductor device works A10 stable in conditions of high temperature and high humidity. If the switching element 31 or the protective element 32 has a comparatively small thickness of 150 µm or less, the path of the leakage current Lc becomes relatively short. When a voltage of 1200 V or more is applied to such a semiconductor device, the leakage current flows Lc relatively light. Providing the moisture resistant layer 51 is particularly for such a comparatively thin switching element 31 effective.

In dem in 23 dargestellten Vergleichsbeispiel B10, das eine feuchtigkeitsbeständige Schicht 51 nicht umfasst, wird der Leckstrom Lc an die Montageschicht (die erste Montageschicht 211, die zweite Montageschicht 221 und die dritte Montageschicht 231) entlang der Seitenfläche 31C des Schaltelements 31 geleitet. Dies verursacht einen Kurzschluss zwischen der Vorderflächenelektrode 311 und der Rückflächenelektrode 312 des Schaltelements 31, was zu einem Ausfall des Schaltelements 31 führt.In the in 23 shown comparative example B10 which is a moisture resistant layer 51 does not include the leakage current Lc to the assembly layer (the first assembly layer 211 , the second mounting layer 221 and the third assembly layer 231 ) along the side surface 31C of the switching element 31 directed. This causes a short circuit between the front surface electrode 311 and the back surface electrode 312 of the switching element 31 , resulting in a failure of the switching element 31 leads.

Es wird bevorzugt, dass die feuchtigkeitsbeständige Schicht 51 Polyimid enthält. Polyimid ist ein elektrisch isolierendes Material, das gegenüber zyklischen Temperaturschwankungen beständig ist und nicht leicht durch Feuchtigkeit beeinflusst wird. Indem sie daher Polyimid enthält, verhindert die feuchtigkeitsbeständige Schicht 51 auch unter Bedingungen mit hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit zuverlässig, dass der Leckstrom Lc entlang der Seitenfläche 31C fließt, wie in 22 dargestellt.It is preferred that the moisture resistant layer 51 Contains polyimide. Polyimide is an electrically insulating material that is resistant to cyclical temperature fluctuations and is not easily affected by moisture. Therefore, by containing polyimide, the moisture resistant layer is prevented 51 Even under high temperature and high humidity conditions, the leakage current Lc is reliable along the side surface 31C flows like in 22 shown.

Es wird bevorzugt, dass die feuchtigkeitsbeständige Schicht 51 zusätzlich zu Polyimid Silikongel enthält. Eine solche feuchtigkeitsbeständige Schicht 51 weist im Vergleich mit einer feuchtigkeitsbeständigen Schicht 51, die nur aus Polyimid gefertigt ist, einen niedrigeren Elastizitätsmodul auf. Daher folgt die feuchtigkeitsbeständige Schicht 51 leicht der thermischen Beanspruchung des Schaltelements 31 während des Gebrauchs des Halbleiterbauelements A10. Dies reduziert die Schubbeanspruchung, welche auf das Schaltelement 31 wirkt.It is preferred that the moisture resistant layer 51 contains silicone gel in addition to polyimide. Such a moisture resistant layer 51 shows in comparison with a moisture-resistant layer 51 , which is only made of polyimide, has a lower modulus of elasticity. Hence the moisture-resistant layer 51 easily the thermal stress of the switching element 31 during use of the semiconductor device A10 , This reduces the shear stress on the switching element 31 acts.

Des Weiteren verbessert die Aufnahme von Polyimid und Silikongel in der feuchtigkeitsbeständigen Schicht 51 die Beständigkeit der feuchtigkeitsbeständigen Schicht 51 gegenüber zyklischen Temperaturschwankungen. Ein Halbleiterbauelement A10 mit einer feuchtigkeitsbeständigen Schicht 51, die lediglich aus Polyimid gefertigt ist, wurde einem Temperaturwechseltest in einem Bereich von -40 bis 125 °C unterzogen. Als Folge wurde das Halbleiterbauelement A10 nach ungefähr 20 Zyklen defekt. Vermutlich wurde ein Riss in der feuchtigkeitsbeständige Schicht 51 gebildet und Feuchtigkeit, die durch den Riss eingedrungen war, verursachte den Ausfall. Ein Halbleiterbauelement A10 mit einer feuchtigkeitsbeständigen Schicht 51, die aus Polyimid und Silikongel gefertigt war, wurde dem gleichen Temperaturwechseltest unterzogen, und das Halbleiterbauelement A10 war auch nach 1000 Zyklen nicht defekt. Dies liegt daran, dass der Elastizitätsmodul der feuchtigkeitsbeständigen Schicht 51 niedriger ist als jener der feuchtigkeitsbeständigen Schicht 51, die nur aus Polyimid gefertigt wird, und daher wird die Schubbeanspruchung, die aufgrund thermischer Ausdehnung oder Schrumpfung auf die feuchtigkeitsbeständige Schicht 51 wirkt, reduziert. Es wird daher bevorzugt, dass die feuchtigkeitsbeständige Schicht 51 Polyimid und Silikongel enthält.It also improves the absorption of polyimide and silicone gel in the moisture-resistant layer 51 the resistance of the moisture-resistant layer 51 against cyclical temperature fluctuations. A semiconductor device A10 with a moisture-resistant layer 51 , which is only made of polyimide, was subjected to a temperature change test in a range from -40 to 125 ° C. As a result, the semiconductor device A10 defective after about 20 cycles. There was probably a crack in the moisture-resistant layer 51 formed and moisture that had penetrated through the crack caused the failure. A semiconductor device A10 with a moisture-resistant layer 51 , which was made of polyimide and silicone gel, was subjected to the same thermal shock test, and the semiconductor device A10 was not defective even after 1000 cycles. This is because the modulus of elasticity of the moisture-resistant layer 51 is lower than that of the moisture-resistant layer 51 , which is made only from polyimide, and therefore the shear stress due to thermal expansion or shrinkage on the moisture resistant layer 51 works, reduces. It is therefore preferred that the moisture resistant layer 51 Contains polyimide and silicone gel.

Das Halbleiterbauelement A10 umfasst Drähte 41, die mit den Vorderflächenelektroden 311 der Schaltelemente 31 verbunden sind, und die Drähte 41 erstrecken sich in der ersten Richtung x1. Die feuchtigkeitsbeständige Schicht 51, die die Seitenfläche 31C des Schaltelements 31 abdeckt, kann daher derart ausgebildet werden, dass sie durch die Drähte 41 nicht behindert wird.The semiconductor device A10 includes wires 41 with the front surface electrodes 311 of the switching elements 31 are connected, and the wires 41 extend in the first direction x1 , The moisture-resistant layer 51 that the side face 31C of the switching element 31 covers, can therefore be designed such that they pass through the wires 41 is not hindered.

Der erste Bondabschnitt 411 jedes der gepaarten Außendrähte 41B weist den ersten Verbindungsabschnitt 411A, der mit dem ersten Pad 411A in Kontakt gehalten wird, den zweiten Verbindungsabschnitt 411B, der mit dem zweiten Pad 311B in Kontakt gehalten wird, und den Verknüpfungsabschnitt 411C, der zwischen dem ersten Verbindungsabschnitt 41A und dem zweiten Verbindungsabschnitt 411B angeordnet ist, auf. Der Verknüpfungsabschnitt 411C steht in derselben Richtung hervor, in die die Vorderfläche 31A des Schaltelements 31 entlang der Dickenrichtung z weist. Wie in 16 und 19 dargestellt, wird bevorzugt, dass die Höhe H des Verknüpfungsabschnitts 411C in Dickenrichtung z von der Vorderfläche der Vorderflächenelektrode 311 des Schaltelements 31 zur Oberseite C des Verknüpfungsabschnitts 411C nicht kleiner ist als das Dreifache des Durchmessers der Drähte 41. Wenn zum Beispiel der Durchmesser der Drähte 41 300 µm beträgt, wird bevorzugt, dass die Höhe H des Verknüpfungsabschnitts 411C 900 µm oder mehr beträgt. Bei einer solchen Ausgestaltung, wirkt der Verknüpfungsabschnitt 411C als ein elastisches Element, das in der Lage ist, sich in der ersten Richtung x1 elastisch zu verformen, um die Schubbeanspruchung, die auf den ersten Verbindungsabschnitt 411A und den zweiten Verbindungsabschnitt 411B wirkt, zu reduzieren. Daher wird ein aufgrund von Schubbeanspruchung auftretendes Ablösen des ersten Bondabschnitts 411 von der Vorderflächenelektrode 311 verhindert. Im Halbleiterbauelement A10 beträgt der Durchmesser der Drähte 41 400 µm und die Höhe des Verknüpfungsabschnitts 411C beträgt 1600 µm. Es ist zu beachten, dass, wenn die Höhe des Verknüpfungsabschnitts 411C in dem Halbleiterbauelement A10 800 µm beträgt, mindestens einer von dem ersten Verbindungsabschnitt 411A oder dem zweiten Verbindungsabschnitt 411B in dem nachstehend beschriebenen ΔTj-Leistungswechseltest abgelöst werden kann.The first bond section 411 each of the paired outer wires 41B has the first connecting portion 411A with the first pad 411A is held in contact, the second connection portion 411B with the second pad 311B is kept in contact and the linking section 411C that between the first connection section 41A and the second connection section 411B is arranged on. The link section 411C protrudes in the same direction as the front surface 31A of the switching element 31 points along the thickness direction z. As in 16 and 19 it is preferred that the height H the linking section 411C in the thickness direction z from the front surface of the front surface electrode 311 of the switching element 31 to the top C the linking section 411C is not less than three times the diameter of the wires 41 , If for example the diameter of the wires 41 Is 300 µm, it is preferred that the height H the linking section 411C Is 900 µm or more. In such an embodiment, the linking section acts 411C as an elastic element that is able to move in the first direction x1 to deform elastically to the shear stress applied to the first connecting portion 411A and the second connection section 411B acts to reduce. Therefore, detachment of the first bond section that occurs due to shear stress 411 from the front surface electrode 311 prevented. In the semiconductor device A10 is the diameter of the wires 41 400 µm and the height of the linking section 411C is 1600 µm. It should be noted that if the height of the linking section 411C in the semiconductor device A10 Is 800 µm, at least one of the first connecting portion 411A or the second connection section 411B can be replaced in the ΔTj power change test described below.

Das Halbleiterbauelement A10 weist die Wärmesenke 61 auf, die an die Rückfläche 112 des Substrats 11 gebondet ist. Daher wird die an den Schaltelementen 31 erzeugte Wärme effizient nach außerhalb des Halbleiterbauelements A10 abgeführt. In diesem Fall wird bevorzugt, dass das Substrat 11 aus einer Keramik mit ausgezeichneter Wärmeleitfähigkeit (z.B. Aluminiumnitrid) gefertigt ist.The semiconductor device A10 shows the heat sink 61 on that to the back surface 112 of the substrate 11 is bonded. Therefore, the on the switching elements 31 generated heat efficiently outside the semiconductor device A10 dissipated. In this case it is preferred that the substrate 11 is made from a ceramic with excellent thermal conductivity (e.g. aluminum nitride).

24 bis 50 zeigen Halbleiterbauelemente A11 bis A15, die Abwandlungen des Halbleiterbauelements A10 sind. 24 to 50 show semiconductor devices A11 to A15 , the modifications of the semiconductor device A10 are.

[Erste Abwandlung][First modification]

Ein Halbleiterbauelement A11 gemäß einer ersten Abwandlung des Halbleiterbauelements A10 wird unter Bezugnahme auf 24 und 25 beschrieben. Das Halbleiterbauelement A11 ist ein Beispiel, in dem die Kontaktfläche der feuchtigkeitsbeständigen Schicht 51 mit dem Schaltelement 31 kleiner ist als jene in dem vorstehenden Halbleiterbauelement A10. Es ist zu beachten, dass 24 eine Querschnittsansicht ist, die entlang derselben Ebene gezeichnet ist wie 16. 25 ist eine Querschnittsansicht, die entlang derselben Ebene gezeichnet ist wie 19.A semiconductor device A11 according to a first modification of the semiconductor component A10 is with reference to 24 and 25 described. The semiconductor device A11 is an example in which the contact surface of the moisture-resistant layer 51 with the switching element 31 is smaller than that in the above semiconductor device A10 , It should be noted that 24 FIG. 4 is a cross-sectional view drawn along the same plane as FIG 16 , 25 Fig. 12 is a cross-sectional view drawn along the same plane as 19 ,

Wie in 24 und 25 dargestellt, deckt die Feuchtigkeitsbeständige Schicht 51 einen Abschnitt der Seitenfläche 31C des Schaltelements 31 ab.As in 24 and 25 shown, covers the moisture-resistant layer 51 a portion of the side surface 31C of the switching element 31 from.

Die Vorteile des Halbleiterbauelements A11 werden nachstehend beschrieben.The advantages of the semiconductor device A11 are described below.

Bei der Ausgestaltung des Halbleiterbauelements A11 wird die feuchtigkeitsbeständige Schicht 51 sowohl mit der Montageschicht (der ersten Montageschicht 211, der zweiten Montageschicht 221 und der dritten Montageschicht 231) als auch der Seitenfläche 31C der Schaltelemente 31 in Kontakt gehalten. In Dickenrichtung z erstreckt sich die feuchtigkeitsbeständige Schicht 51 derart, dass sie zwischen der Montageschicht und der Seitenfläche 31C aufgespannt ist. Daher arbeitet das Halbleiterbauelement A11 ebenfalls stabil bei Bedingungen mit hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit.When designing the semiconductor component A11 becomes the moisture resistant layer 51 both with the mounting layer (the first mounting layer 211 , the second assembly layer 221 and the third assembly layer 231 ) as well as the side surface 31C of the switching elements 31 kept in touch. The moisture-resistant layer extends in the thickness direction z 51 such that they are between the mounting layer and the side surface 31C is spanned. Therefore, the semiconductor device works A11 also stable in high temperature and high humidity conditions.

[Zweite Abwandlung][Second modification]

Ein Halbleiterbauelement A12 gemäß einer zweiten Abwandlung des Halbleiterbauelements A10 wird unter Bezugnahme auf 26 bis 31 beschrieben. Das Halbleiterbauelement A12 ist ein Beispiel, in dem die Kontaktfläche der feuchtigkeitsbeständigen Schicht 51 mit dem Schaltelement 31 größer ist als jene in dem vorstehenden Halbleiterbauelement A10.A semiconductor device A12 according to a second modification of the semiconductor component A10 is with reference to 26 to 31 described. The semiconductor device A12 is an example in which the contact surface of the moisture-resistant layer 51 with the switching element 31 is larger than that in the above semiconductor device A10 ,

Wie in 26 bis 31 dargestellt, wird am Schaltelement 31 die feuchtigkeitsbeständige Schicht 51 sowohl mit der Seitenfläche 31C als auch dem Isolationsfilm 314 in Kontakt gehalten. Die feuchtigkeitsbeständige Schicht 51 umspannt bei Betrachtung in Dickenrichtung z den Rand 314A des Isolationsfilms 314.As in 26 to 31 is shown on the switching element 31 the moisture-resistant layer 51 both with the side surface 31C as well as the insulation film 314 kept in touch. The moisture-resistant layer 51 spans the edge when viewed in the thickness direction z 314A of the insulation film 314 ,

Die Vorteile des Halbleiterbauelements A12 werden nachstehend beschrieben.The advantages of the semiconductor device A12 are described below.

Bei der Ausgestaltung des Halbleiterbauelements A12 wird die feuchtigkeitsbeständige Schicht 51 sowohl mit der Montageschicht (der ersten Montageschicht 211, der zweiten Montageschicht 221 und der dritten Montageschicht 231) als auch der Seitenfläche 31C der Schaltelemente 31 in Kontakt gehalten. In Dickenrichtung z erstreckt sich die feuchtigkeitsbeständige Schicht 51 derart, dass sie zwischen der Montageschicht und der Seitenfläche 31C aufgespannt ist. Daher arbeitet das Halbleiterbauelement A12 ebenfalls stabil bei Bedingungen mit hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit.When designing the semiconductor component A12 becomes the moisture resistant layer 51 both with the mounting layer (the first mounting layer 211 , the second assembly layer 221 and the third assembly layer 231 ) as well as the side surface 31C of the switching elements 31 kept in touch. The moisture-resistant layer extends in the thickness direction z 51 such that they are between the mounting layer and the side surface 31C is spanned. Therefore, the semiconductor device works A12 also stable in high temperature and high humidity conditions.

Am Schaltelement 31 des Halbleiterbauelements A12 wird die feuchtigkeitsbeständige Schicht 51 sowohl mit der Seitenfläche 31C als auch dem Isolationsfilm 314 in Kontakt gehalten. Die feuchtigkeitsbeständige Schicht 51 umspannt bei Betrachtung in Dickenrichtung z den Rand 314A des Isolationsfilms 314. Eine solche Ausgestaltung bewirkt, dass der in 22 dargestellte Pfad des Leckstroms Lc länger wird als jener im Halbleiterbauelement A10, wodurch der Fluss des Leckstroms Lc im Vergleich mit dem Halbleiterbauelement A10 schwieriger wird. Da die feuchtigkeitsbeständige Schicht 51 den Isolationsfilm 314 abdeckt, wird des Weiteren der Isolationsfilm 314 vor äußeren Einflüssen geschützt.On the switching element 31 of the semiconductor device A12 becomes the moisture resistant layer 51 both with the side surface 31C as well as the insulation film 314 kept in touch. The moisture-resistant layer 51 spans when viewed in the thickness direction z the edge 314A of the insulation film 314 , Such a configuration has the effect that the 22 shown path of the leakage current Lc becomes longer than that in the semiconductor device A10 , causing the flow of leakage current Lc compared to the semiconductor device A10 becomes more difficult. Because the moisture-resistant layer 51 the insulation film 314 the insulation film 314 protected from external influences.

[Dritte Abwandlung][Third modification]

Ein Halbleiterbauelement A13 gemäß einer dritten Abwandlung des Halbleiterbauelements A10 wird unter Bezugnahme auf 32 bis 37 beschrieben. Das Halbleiterbauelement A13 ist ein Beispiel, in dem die Kontaktfläche der feuchtigkeitsbeständigen Schicht 51 mit dem Schaltelement 31 größer ist als jene im vorstehenden Halbleiterbauelement A12.A semiconductor device A13 according to a third modification of the semiconductor component A10 is with reference to 32 to 37 described. The semiconductor device A13 is an example in which the contact surface of the moisture-resistant layer 51 with the switching element 31 is larger than that in the above semiconductor device A12 ,

Wie in 32 bis 37 dargestellt, wird am Schaltelement 31 die feuchtigkeitsbeständige Schicht 51 sowohl mit der Seitenfläche 31C als auch dem Isolationsfilm 314 in Kontakt gehalten. Die feuchtigkeitsbeständige Schicht 51 umspannt bei Betrachtung in Dickenrichtung z den Rand 314A des Isolationsfilms 314. Des Weiteren wird die feuchtigkeitsbeständige Schicht 51 mit zumindest einem Abschnitt der Vorderflächenelektrode 311 in Kontakt gehalten.As in 32 to 37 is shown on the switching element 31 the moisture-resistant layer 51 both with the side surface 31C as well as the insulation film 314 kept in touch. The moisture-resistant layer 51 spans when viewed in the thickness direction z the edge 314A of the insulation film 314 , Furthermore, the moisture-resistant layer 51 with at least a portion of the front surface electrode 311 kept in touch.

Die Vorteile des Halbleiterbauelements A13 werden nachstehend beschrieben.The advantages of the semiconductor device A13 are described below.

Bei der Ausgestaltung des Halbleiterbauelements A13 wird die feuchtigkeitsbeständige Schicht 51 sowohl mit der Montageschicht (der ersten Montageschicht 211, der zweiten Montageschicht 221 und der dritten Montageschicht 231) als auch der Seitenfläche 31C der Schaltelemente 31 in Kontakt gehalten. In Dickenrichtung z erstreckt sich die feuchtigkeitsbeständige Schicht 51 derart, dass sie zwischen der Montageschicht und der Seitenfläche 31C aufgespannt ist. Daher arbeitet das Halbleiterbauelement A13 ebenfalls stabil bei Bedingungen mit hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit. When designing the semiconductor component A13 becomes the moisture resistant layer 51 both with the mounting layer (the first mounting layer 211 , the second assembly layer 221 and the third assembly layer 231 ) as well as the side surface 31C of the switching elements 31 kept in touch. The moisture-resistant layer extends in the thickness direction z 51 such that they are between the mounting layer and the side surface 31C is spanned. Therefore, the semiconductor device works A13 also stable in high temperature and high humidity conditions.

Am Schaltelement 31 des Halbleiterbauelements A13 wird die feuchtigkeitsbeständige Schicht 51 sowohl mit der Seitenfläche 31C als auch dem Isolationsfilm 314 in Kontakt gehalten und wird auch mit mindestens einem Abschnitt der Vorderflächenelektrode 311 in Kontakt gehalten. Wie in 32 und 35 dargestellt, umgibt bei Betrachtung in Dickenrichtung z die feuchtigkeitsbeständige Schicht 51 die Vorderflächenelektrode 311, während sie einen Abschnitt der Vorderflächenelektrode 311 überlappt. Diese Ausgestaltung verbessert die dielektrische Durchbruchspannung der Seitenfläche 31C im Vergleich mit jener im Halbleiterbauelement A12, wodurch der Fluss des Leckstroms Lc im Vergleich mit dem Halbleiterbauelement A12 schwieriger wird. Da die feuchtigkeitsbeständige Schicht 51 den Isolationsfilm 314 abdeckt, wird des Weiteren der Isolationsfilm 314 vor äußeren Einflüssen geschützt.On the switching element 31 of the semiconductor device A13 becomes the moisture resistant layer 51 both with the side surface 31C as well as the insulation film 314 kept in contact and is also contacted with at least a portion of the front surface electrode 311 kept in touch. As in 32 and 35 shown, surrounds the moisture-resistant layer when viewed in the thickness direction z 51 the front surface electrode 311 while holding a section of the front surface electrode 311 overlaps. This configuration improves the dielectric breakdown voltage of the side surface 31C compared to that in the semiconductor device A12 , causing the flow of leakage current Lc compared to the semiconductor device A12 becomes more difficult. Because the moisture-resistant layer 51 the insulation film 314 the insulation film 314 protected from external influences.

[Vierte Abwandlung][Fourth modification]

Ein Halbleiterbauelement A14 gemäß einer vierten Abwandlung des Halbleiterbauelements A10 wird unter Bezugnahme auf 38 bis 43 beschrieben. Das Halbleiterbauelement A14 ist ein Beispiel, in dem die Kontaktfläche der feuchtigkeitsbeständigen Schicht 51 mit dem Schaltelement 31 größer ist als jene im vorstehenden Halbleiterbauelement A13.A semiconductor device A14 according to a fourth modification of the semiconductor component A10 is with reference to 38 to 43 described. The semiconductor device A14 is an example in which the contact surface of the moisture-resistant layer 51 with the switching element 31 is larger than that in the above semiconductor device A13 ,

Wie in 38 bis 43 dargestellt, wird am Schaltelement 31 die feuchtigkeitsbeständige Schicht 51 sowohl mit der Seitenfläche 31C als auch dem Isolationsfilm 314 in Kontakt gehalten. Die feuchtigkeitsbeständige Schicht 51 umspannt bei Betrachtung in Dickenrichtung z den Rand 314A des Isolationsfilms 314. Des Weiteren wird die feuchtigkeitsbeständige Schicht 51 mit der Vorderflächenelektrode 311 und mindestens einem Teil der ersten Bondabschnitte 411 der Drähte 41 in Kontakt gehalten. Daher sind die Schaltelemente 31 gänzlich mit der feuchtigkeitsbeständigen Schicht 51 abgedeckt. Jedoch sind die ersten Bondabschnitte 411 nicht vollständig mit der feuchtigkeitsbeständigen Schicht 51 abgedeckt, und die oberen Enden der ersten Bondabschnitte 411 sind von der feuchtigkeitsbeständigen Schicht 51 freigelegt. Das heißt, die Dicke der feuchtigkeitsbeständigen Schicht 51, die die Vorderfläche 31A des Schaltelements 31 abdeckt, ist kleiner als der Durchmesser der Drähte 41.As in 38 to 43 is shown on the switching element 31 the moisture-resistant layer 51 both with the side surface 31C as well as the insulation film 314 kept in touch. The moisture-resistant layer 51 spans when viewed in the thickness direction z the edge 314A of the insulation film 314 , Furthermore, the moisture-resistant layer 51 with the front surface electrode 311 and at least part of the first bond sections 411 of the wires 41 kept in touch. Hence the switching elements 31 entirely with the moisture-resistant layer 51 covered. However, the first are bond sections 411 not completely with the moisture resistant layer 51 covered, and the upper ends of the first bond sections 411 are from the moisture-resistant layer 51 exposed. That is, the thickness of the moisture resistant layer 51 that the front surface 31A of the switching element 31 covers is smaller than the diameter of the wires 41 ,

Wie in 38, 39, 41 und 42 dargestellt, deckt die feuchtigkeitsbeständige Schicht 51 die Gesamtheit der Vorderfläche des Schutzelements 32, das mit dem Schaltelement 31 assoziiert ist. Jedoch sind die zweiten Bondabschnitte 412 der Drähte 41 nicht vollständig mit der feuchtigkeitsbeständigen Schicht 51 abgedeckt, und die oberen Enden der zweiten Bondabschnitte 411 sind von der feuchtigkeitsbeständigen Schicht 51 freigelegt. Das heißt, die Dicke der feuchtigkeitsbeständigen Schicht 51, die die Vorderfläche 32A des Schutzelements 32 abdeckt, ist kleiner als der Durchmesser der Drähte 41.As in 38 . 39 . 41 and 42 shown, covers the moisture-resistant layer 51 the entirety of the front surface of the protective element 32 that with the switching element 31 is associated. However, the second bond sections are 412 of the wires 41 not completely with the moisture resistant layer 51 covered, and the upper ends of the second bond sections 411 are from the moisture-resistant layer 51 exposed. That is, the thickness of the moisture resistant layer 51 that the front surface 32A of the protective element 32 covers is smaller than the diameter of the wires 41 ,

Ein Beispiel eines Verfahrens zum Ausbilden der feuchtigkeitsbeständigen Schicht 51 des Halbleiterbauelements A14 wird nachstehend beschrieben. Ein verflüssigtes Kunstharzmaterial, das Polyimid, Silikongel und ein Lösungsmittel enthält, wird vorbereitet. Es ist zu beachten, dass das Lösungsmittel leichtflüchtig ist. Nachdem die Schaltelemente 31 und die Schutzelemente 32 mit der Montageschicht, auf der diese Elemente montiert sind (der ersten Montageschicht 211, der zweiten Montageschicht 221 und der dritten Montageschicht 231), elektrisch verbunden wurden, wird dann das Kunstharzmaterial auf jeweilige obere Flächen eines Schaltelements 31 und eines Schutzelements 32 mithilfe eines Spenders fallengelassen. Da das Kunstharzmaterial eine Fließfähigkeit aufweist, breitet es sich über die Gesamtheit der oberen Fläche des Schaltelements 31, einschließlich der Vorderflächenelektrode 311, der Gateelektrode 313 und des Isolationsfilms 314, aus und breitet sich ferner von der Seitenfläche 31C des Schaltelements 31 auf die Montageschicht aus. Gleichermaßen wird an dem Schutzelement 32 die Gesamtheit der Vorderfläche des Schutzelements 32 mit dem Kunstharzmaterial abgedeckt. Daher wird die Gesamtheit der Vorderfläche des Schaltelements 31 mit dem Kunstharzmaterial abgedeckt. Aufgrund der Oberflächenspannung des Kunstharzmaterials wird die Dicke des Kunstharzmaterials auf der oberen Fläche des Schaltelements 31 im Allgemeinen gleichmäßig. Schließlich wird das Kunstharzmaterial in Wärme gehärtet, um die feuchtigkeitsbeständige Schicht 51 zu erhalten. In diesem Prozess verflüchtigt sich das Lösungsmittel. Mithilfe dieses Verfahrens wird die feuchtigkeitsbeständige Schicht 51, die das Schaltelement 31 und das Schutzelement 32 abdeckt, leicht ausgebildet.An example of a method of forming the moisture resistant layer 51 of the semiconductor device A14 will be described below. A liquefied synthetic resin material containing polyimide, silicone gel and a solvent is prepared. It should be noted that the solvent is volatile. After the switching elements 31 and the protective elements 32 with the mounting layer on which these elements are mounted (the first mounting layer 211 , the second assembly layer 221 and the third assembly layer 231 ), were electrically connected, then the synthetic resin material on respective upper surfaces of a switching element 31 and a protective element 32 dropped using a dispenser. Since the synthetic resin material has flowability, it spreads over the whole of the upper surface of the switching element 31 , including the front surface electrode 311 , the gate electrode 313 and the insulation film 314 , and also spreads from the side surface 31C of the switching element 31 on the mounting layer. Likewise, the protective element 32 the entirety of the front surface of the protective element 32 covered with the synthetic resin material. Therefore, the entirety of the front surface of the switching element 31 covered with the synthetic resin material. Due to the surface tension of the synthetic resin material, the thickness of the synthetic resin material becomes on the upper surface of the switching element 31 generally even. Finally, the synthetic resin material is heat-cured to form the moisture-resistant layer 51 to obtain. The solvent evaporates in this process. With the help of this process, the moisture-resistant layer 51 that the switching element 31 and the protective element 32 covers, slightly trained.

Die Vorteile des Halbleiterbauelements A14 werden nachstehend beschrieben.The advantages of the semiconductor device A14 are described below.

Bei der Ausgestaltung des Halbleiterbauelements A14 wird die feuchtigkeitsbeständige Schicht 51 sowohl mit der Montageschicht (der ersten Montageschicht 211, der zweiten Montageschicht 221 und der dritten Montageschicht 231) als auch der Seitenfläche 31C der Schaltelemente 31 in Kontakt gehalten. In Dickenrichtung z erstreckt sich die feuchtigkeitsbeständige Schicht 51 derart, dass sie zwischen der Montageschicht und der Seitenfläche 31C aufgespannt ist. Daher arbeitet das Halbleiterbauelement A14 ebenfalls stabil bei Bedingungen mit hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit.When designing the semiconductor component A14 becomes the moisture resistant layer 51 both with the mounting layer (the first mounting layer 211 , the second assembly layer 221 and the third assembly layer 231 ) as well as the side surface 31C of the switching elements 31 kept in touch. In the thickness direction z extends the moisture-resistant layer 51 such that they are between the mounting layer and the side surface 31C is spanned. Therefore, the semiconductor device works A14 also stable in high temperature and high humidity conditions.

An jedem der Schaltelemente 31 wird die feuchtigkeitsbeständige Schicht 51 sowohl mit der Seitenfläche 31C als auch dem Isolationsfilm 314 in Kontakt gehalten. Die feuchtigkeitsbeständige Schicht 51 wird auch mit der Vorderflächenelektrode 311 und mindestens einem Teil der ersten Bondabschnitte 411 der Drähte 41 in Kontakt gehalten. Da die Gesamtheit des Schaltelements 31 mit der feuchtigkeitsbeständige Schicht 51 auf diese Weise abgedeckt wird, wird verhindert, dass Feuchtigkeit, die in das Versiegelungsharz 52 eindringt, an die Vorderfläche des Schaltelements 31 gelangt. Daher wird dielektrischer Durchschlag der Schaltelemente 31, der durch den in 22 dargestellten Leckstrom Lc verursachst wird, der aufgrund einer Feuchtigkeitseinwirkung entsteht, wirksam verhindert. Da die feuchtigkeitsbeständige Schicht 51 den Isolationsfilm 314 abdeckt, wird des Weiteren der Isolationsfilm 314 vor äußeren Einflüssen geschützt.On each of the switching elements 31 becomes the moisture resistant layer 51 both with the side surface 31C as well as the insulation film 314 kept in touch. The moisture-resistant layer 51 also with the front surface electrode 311 and at least part of the first bond sections 411 of the wires 41 kept in touch. Because the entirety of the switching element 31 with the moisture-resistant layer 51 Covered in this way prevents moisture from entering the sealing resin 52 penetrates to the front surface of the switching element 31 arrives. Therefore dielectric breakdown of the switching elements 31 by the in 22 leakage current shown Lc caused by moisture exposure is effectively prevented. Because the moisture-resistant layer 51 the insulation film 314 the insulation film 314 protected from external influences.

An jedem der Schaltelemente 31 sind die gepaarten Außendrähte 41B, von denen jeder den Verknüpfungsabschnitt 411C des Bondabschnitts 411 aufweist, der in Dickenrichtung z hervorsteht, auf in der zweiten Richtung x2 entgegengesetzten Seiten der gepaarten Innendrähte 41A angeordnet. Daher kann das Kunstharzmaterial zum Ausbilden der feuchtigkeitsbeständigen Schicht 51 von oberhalb der Vorderfläche 31A des Schaltelements 31 fallen gelassen werden, ohne den Verknüpfungsabschnitt 411C zu stören. Wie in 38 dargestellt, werden in dem Halbleiterbauelement A14 die Verknüpfungsabschnitte 411C lediglich in den ersten Bondabschnitten 411 der gepaarten Außendrähte 41B bereitgestellt. Es kann als ein weiteres Beispiel in Betracht gezogen werden, die Verknüpfungsabschnitte 411C nicht nur in den ersten Bondabschnitten 411 der gepaarten Außendrähte 41B, sondern auch in den ersten Bondabschnitten 411 der gepaarten Innendrähte 41A bereitzustellen. Bei einer solchen Ausgestaltung werden jedoch zwei benachbarte Verknüpfungsabschnitte 411C nah aneinander angeordnet, was bewirkt, dass das Fallenlassen des Kunstharzmaterials zum Ausbilden der feuchtigkeitsbeständigen Schicht 51 auf das Schaltelement 31 schwierig wird. Wenn das Kunstharzmaterial auf das Schaltelement 31 fallen gelassen wird, kann des Weiteren das Kunstharzmaterial zum oberen Ende des Verknüpfungsabschnitts 411C steigen. Da der Elastizitätsmodul der feuchtigkeitsbeständigen Schicht 51 vergleichsweise hoch ist, übt in einem solchen Fall Wärme, die von den Schaltelementen 31 erzeugt wird, eine große Schubbeanspruchung auf die Verknüpfungsabschnitte 411C aus. Dies kann zum Ablösen der ersten Verbindungsabschnitte 411A und der zweiten Verbindungsabschnitte 411B der ersten Bondabschnitte 411 von der Vorderflächenelektrode 311 des Schaltelements 31 führen. Im Hinblick auf die Zuverlässigkeit des Halbleiterbauelements A14 wird daher bevorzugt, dass ein größerer Abstand zwischen zwei benachbarten Verknüpfungsabschnitten 411A in der zweiten Richtung x2 gesichert ist.On each of the switching elements 31 are the paired outer wires 41B each of which has the linking section 411C of the bond section 411 has, which protrudes in the thickness direction z, on in the second direction x2 opposite sides of the paired inner wires 41A arranged. Therefore, the synthetic resin material can be used to form the moisture-resistant layer 51 from above the front surface 31A of the switching element 31 be dropped without the join section 411C disturb. As in 38 are shown in the semiconductor device A14 the linking sections 411C only in the first bond sections 411 of the paired outer wires 41B provided. It can be considered as another example, the linking sections 411C not only in the first bond sections 411 of the paired outer wires 41B , but also in the first bond sections 411 the paired inner wires 41A provide. With such an embodiment, however, two adjacent linking sections 411C placed close to each other, causing the resin material to drop to form the moisture-resistant layer 51 on the switching element 31 becomes difficult. If the synthetic resin material on the switching element 31 is dropped, the resin material can further to the upper end of the link portion 411C climb. Because the modulus of elasticity of the moisture-resistant layer 51 is comparatively high, in such a case exerts heat from the switching elements 31 is generated, a large shear stress on the linking sections 411C out. This can detach the first connecting sections 411A and the second connecting portions 411B of the first bond sections 411 from the front surface electrode 311 of the switching element 31 to lead. With regard to the reliability of the semiconductor device A14 it is therefore preferred that a larger distance between two adjacent linking sections 411A in the second direction x2 is secured.

Die feuchtigkeitsbeständige Schicht 51 deckt auch die Gesamtheit des Schutzelements 32 ab, das mit dem durch die feuchtigkeitsbeständige Schicht abgedeckten Schaltelement 31 assoziiert ist. Daher wird das Schutzelement 32 wirksam vor äußeren Einflüssen geschützt. Andererseits sind die ersten Bondabschnitte 411 nicht vollständig mit der feuchtigkeitsbeständigen Schicht 51 abgedeckt, und die oberen Enden der ersten Bondabschnitte 411 sind von der feuchtigkeitsbeständigen Schicht 51 freigelegt. Das heißt, die Dicke der feuchtigkeitsbeständigen Schicht 51, die die Vorderfläche 31A des Schaltelements 31 abdeckt, ist kleiner als der Durchmesser der Drähte 41. Bei dieser Ausgestaltung ist es im Vergleich mit der Ausgestaltung, in der die ersten Bondabschnitte 411 vollständig mit der feuchtigkeitsbeständigen Schicht 51 abgedeckt sind, weniger wahrscheinlich, dass eine übermäßig große Schubbeanspruchung auf die ersten Bondabschnitte 411 wirkt. Daher wird ein Ablösen der ersten Bondabschnitte 411 von der Vorderflächenelektrode 311 des Schaltelements 31 verhindert, was die Zuverlässigkeit des Halbleiterbauelements A14 verbessert.The moisture-resistant layer 51 also covers the entirety of the protective element 32 from that with the switching element covered by the moisture-resistant layer 31 is associated. Therefore, the protective element 32 effectively protected against external influences. On the other hand, the first bond sections 411 not completely with the moisture resistant layer 51 covered, and the upper ends of the first bond sections 411 are from the moisture-resistant layer 51 exposed. That is, the thickness of the moisture resistant layer 51 that the front surface 31A of the switching element 31 covers is smaller than the diameter of the wires 41 , In this configuration, it is compared with the configuration in which the first bond sections 411 completely with the moisture-resistant layer 51 are less likely to cause excessive shear stress on the first bond sections 411 acts. Therefore, detachment of the first bond sections 411 from the front surface electrode 311 of the switching element 31 prevents what the reliability of the semiconductor device A14 improved.

Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf 50 eine Beschreibung einer vorteilhaften Dicke der feuchtigkeitsbeständigen Schicht 51 im Halbleiterbauelement A14 angegeben. 50 zeigt die Ergebnisse eines H3TRB-Tests und eines ΔTj-Leistungswechseltests mit variierenden Dicken der feuchtigkeitsbeständigen Schicht 51 des Halbleiterbauelements A14. Die in 50 dargestellte Dicke der feuchtigkeitsbeständigen Schicht 51 ist die Dicke an der Ecke des Isolationsfilms 314 (d.h. dem Abschnitt, der sowohl mit dem Rand 314A als auch der Seitenfläche 31C verbunden ist) eines Schaltelements 31. Bevor der H3TRB-Test durchgeführt wird, wurde das Halbleiterbauelement A14 einem zyklischen Temperaturwechsel von -40 bis 125 °C unterzogen. Die Anzahl der Temperaturzyklen betrug 300. In dem H3TRB-Test wurde das Halbleiterbauelement A14 bei einer Gleichspannung von 1360 V betrieben, wie nachstehend erläutert. In dem ΔTj-Leistungswechseltest wurde die Temperatur ΔTj der ersten Bondschicht 391 zum elektrischen Bonden der Schaltelemente 31 an die Montageschicht (die erste Montageschicht 211, die zweite Montageschicht 221 und die dritte Montageschicht 231) auf 100 °C eingestellt. In Anbetracht dessen betrug der Bereich der Temperaturzyklen im ΔTj-Leistungswechseltest von 50 bis 150 ° C.Next, referring to FIG 50 a description of an advantageous thickness of the moisture-resistant layer 51 in the semiconductor device A14 specified. 50 shows the results of an H3TRB test and a ΔTj power swing test with varying thicknesses of the moisture resistant layer 51 of the semiconductor device A14 , In the 50 shown thickness of the moisture-resistant layer 51 is the thickness at the corner of the insulation film 314 (ie the section that is both bordered 314A as well as the side surface 31C is connected) of a switching element 31 , Before the H3TRB test is performed, the semiconductor device A14 subjected to a cyclical temperature change from -40 to 125 ° C. The number of temperature cycles was 300. In the H3TRB test, the semiconductor device A14 operated at a DC voltage of 1360 V, as explained below. In the ΔTj power swing test, the temperature became ΔTj of the first bond layer 391 for electrical bonding of the switching elements 31 to the assembly layer (the first mounting layer 211 , the second mounting layer 221 and the third assembly layer 231 ) set to 100 ° C. In view of this, the range of temperature cycles in the ΔTj power cycle test was from 50 to 150 ° C.

Die linke Vertikalachse in 50 soll die Standzeit des Halbleiterbauelements A14 im H3TRB-TEst angeben. Die „Standzeit“ bedeutet die Zeit vom Beginn des Tests zu dem Zeitpunkt, zu dem dielektrischer Durchschlag in zumindest einem der Schaltelemente 31 des Halbleiterbauelements A14 festgestellt wird. Die rechte Vertikalachse in 50 soll die Anzahl von Temperaturzyklen anzeigen, die in dem ΔTj-Leistungswechselzyklus unternommen wurden, bevor der Bondabschnitt 411 eines Drahts 41, der mit der Vorderflächenelektrode 311 eines Schaltelements 31 verbunden ist, von der Vorderflächenelektrode 311 abgelöst wurde (nachstehend als „ΔTj-Leistungszyklus“ bezeichnet). Die gewünschte Anzahl von Temperaturzyklen (oder der Standardwert des ΔTj-Leistungszyklus, der in 50 angezeigt ist) beträgt 15000. Die horizontale Achse in 50 repräsentiert die Dicke der feuchtigkeitsbeständigen Schicht 51.The left vertical axis in 50 should the service life of the semiconductor device A14 specify in the H3TRB-TEst. The “service life” means the time from the start of the test to the point in time at which dielectric breakdown occurs in at least one of the switching elements 31 of the semiconductor device A14 is detected. The right vertical axis in 50 is intended to indicate the number of temperature cycles undertaken in the ΔTj power cycle before the bond section 411 of a wire 41 with the front surface electrode 311 a switching element 31 is connected from the front surface electrode 311 was replaced (hereinafter referred to as "ΔTj power cycle"). The desired number of temperature cycles (or the default value of the ΔTj power cycle specified in 50 is displayed) is 15000. The horizontal axis in 50 represents the thickness of the moisture resistant layer 51 ,

Wie in 50 dargestellt, steigt die Standzeit des Halbleiterbauelements A14 stark, wenn die Dicke der feuchtigkeitsbeständigen Schicht 51 10 µm übersteigt. Dies zeigt an, dass sich die Beständigkeit des Schaltelements 31 gegen einen aufgrund eines Eindringens von Feuchtigkeit auftretenden Durchschlags (oder eine Zuverlässigkeit, die mit Feuchtigkeitsabsorption im Zusammenhang steht) mit steigender Dicke der feuchtigkeitsbeständigen Schicht 51 verbessert. Andererseits verringert sich der ΔTj-Leistungszyklus allmählich mit steigender Dicke der feuchtigkeitsbeständigen Schicht 51. Dies zeigt an, dass ein Erhöhen der Dicke der feuchtigkeitsbeständigen Schicht 51 zu einem erhöhten Risiko einer Ablösung des ersten Bondabschnitts 411 des Drahts 41 von der Vorderflächenelektrode 311 des Schaltelements 31 oder einer Ablösung des zweiten Bondabschnitts 412 des Drahts 41 von der Anodenelektrode 321 des Schutzelements 32 führt. Diese Testergebnisse zeigten, dass eine bevorzugte Dicke der feuchtigkeitsbeständigen Schicht 51 im Bereich von 40 bis 200 µm liegt. Ein mehr bevorzugter Bereich der Dicke der feuchtigkeitsbeständigen Schicht 51 kann von 50 bis 100 µm betragen. Experimente haben bestätigt, dass die Dicke der feuchtigkeitsbeständigen Schicht 51 auf der oberen Fläche des Schaltelements 31 das 1,2-Fache der Dicke der feuchtigkeitsbeständigen Schicht 51 an den Ecken beträgt. Dementsprechend beträgt die bevorzugte Dicke der feuchtigkeitsbeständigen Schicht 51 auf der oberen Fläche des Schaltelements 31 von 48 bis 240 um, und mehr bevorzugt von 60 bis 120 µm.As in 50 shown, the service life of the semiconductor device increases A14 strong if the thickness of the moisture-resistant layer 51 Exceeds 10 µm. This indicates that the resistance of the switching element 31 against penetration due to moisture penetration (or reliability related to moisture absorption) with increasing thickness of the moisture resistant layer 51 improved. On the other hand, the ΔTj power cycle gradually decreases as the moisture-resistant layer increases in thickness 51 , This indicates that increasing the thickness of the moisture resistant layer 51 to an increased risk of the first bond section becoming detached 411 of the wire 41 from the front surface electrode 311 of the switching element 31 or a detachment of the second bond section 412 of the wire 41 from the anode electrode 321 of the protective element 32 leads. These test results showed that a preferred thickness of the moisture resistant layer 51 is in the range from 40 to 200 µm. A more preferred range of the thickness of the moisture resistant layer 51 can be from 50 to 100 µm. Experiments have confirmed that the thickness of the moisture-resistant layer 51 on the top surface of the switching element 31 1.2 times the thickness of the moisture-resistant layer 51 at the corners. Accordingly, the preferred thickness of the moisture resistant layer is 51 on the top surface of the switching element 31 from 48 to 240 µm, and more preferably from 60 to 120 µm.

51 zeigt die Ergebnisse (Einheit: h) des H3TRB-Tests, der am Halbleiterbauelement A14 und einem in 23 gezeigten Vergleichsbeispiel B10, das die feuchtigkeitsbeständige Schicht 51 nicht umfasst, durchgeführt wurde. Wie vorstehend beschrieben, wird von einem Halbleiterbauelement, das als akzeptabel im H3TRB-Test bestimmt wird (die Bauelementstandzeit beträgt 1000 h oder mehr), erwartet, dass es unter Bedingungen mit hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit stabil arbeitet. Im H3TRB-Test wird, wenn die Nennspannung 1700 V beträgt, die Gleichspannung zum Betreiben des Halbleiterbauelements A14 und des Vergleichsbeispiels B10 auf 1360 V (80 % der Nennspannung) eingestellt. Als ein Ergebnis des auf der Grundlage dieser Gleichspannung durchgeführten H3TRB-Tests wurde festgestellt, dass die Standzeit des Halbleiterbauelements A14 1000 h oder mehr betrug, was akzeptabel ist. Daher wird erwartet, dass das Halbleiterbauelement A14 stabil bei Bedingungen mit hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit arbeitet. Andererseits betrug die Standzeit des Vergleichsbeispiels B10 10 bis 500 h, was nicht akzeptabel ist. Das Vergleichsbeispiel B10 wird im Hinblick auf die Fähigkeit eines stabilen Betriebs bei Bedingungen mit hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit als dem Halbleiterbauelement A14 unterlegen betrachtet. 51 shows the results (unit: h) of the H3TRB test on the semiconductor device A14 and one in 23 shown comparative example B10 which is the moisture resistant layer 51 not included. As described above, a semiconductor device determined to be acceptable in the H3TRB test (the device life is 1000 h or more) is expected to operate stably under high temperature and high humidity conditions. In the H3TRB test, if the nominal voltage is 1700 V, the DC voltage for operating the semiconductor component is used A14 and the comparative example B10 set to 1360 V (80% of the nominal voltage). As a result of the H3TRB test performed on the basis of this DC voltage, it was found that the life of the semiconductor device A14 Was 1000 hours or more, which is acceptable. Therefore, the semiconductor device is expected A14 works stably in high temperature and high humidity conditions. On the other hand, the service life of the comparative example was B10 10 to 500 h, which is not acceptable. The comparative example B10 is considered in view of the ability of stable operation in high temperature and high humidity conditions as the semiconductor device A14 considered inferior.

Wie in 51 dargestellt, betrug die Reduzierungsrate des Isolationswiderstands (Einheit: %) des Versiegelungsharzes 52 während des H3TRB-Tests 20 % im Halbleiterbauelement A14 und 84 % beim Vergleichsbeispiel B10. Wahrscheinlich wurden die in 51 gezeigten Reduzierungsraten des Isolationswiderstands des Versiegelungsharzes 52 erhalten, da die feuchtigkeitsbeständige Schicht 51 verhindert, dass der in 22 gezeigte Leckstrom Lc entlang der Seitenflächen 31C des Schaltelements fließt, auch wenn Feuchtigkeit aufgrund einer Umgebung mit hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit in das Versiegelungsharz 52 eindringt.As in 51 shown, the reduction rate of the insulation resistance (unit:%) of the sealing resin 52 20% in the semiconductor device during the H3TRB test A14 and 84 % in the comparative example B10 , They were probably in 51 shown reduction rates of the insulation resistance of the sealing resin 52 obtained because the moisture-resistant layer 51 prevents the in 22 leakage current shown Lc along the side faces 31C of the switching element flows even if moisture due to a high temperature and high humidity environment flows into the sealing resin 52 penetrates.

[Fünfte Abwandlung][Fifth modification]

Ein Halbleiterbauelement A15 gemäß einer fünften Abwandlung des Halbleiterbauelements A10 wird unter Bezugnahme auf 44 bis 49 beschrieben. Das Halbleiterbauelement A15 ist ein Beispiel, in dem die Dicke der feuchtigkeitsbeständigen Schicht 51 auf der oberen Fläche eines Schaltelements 31 größer ist als jene im vorstehenden Halbleiterbauelement A14. A semiconductor device A15 according to a fifth modification of the semiconductor device A10 is with reference to 44 to 49 described. The semiconductor device A15 is an example in which the thickness of the moisture-resistant layer 51 on the top surface of a switching element 31 is larger than that in the above semiconductor device A14 ,

Wie in 44 bis 49 dargestellt, deckt an den Schaltelementen 31 die feuchtigkeitsbeständige Schicht 51 sowohl die Schaltelemente 31 als auch die ersten Bondabschnitte 411 der Drähte 41 ab.As in 44 to 49 shown covers the switching elements 31 the moisture-resistant layer 51 both the switching elements 31 as well as the first bond sections 411 of the wires 41 from.

Wie in 44, 45, 47 und 48 dargestellt, deckt die feuchtigkeitsbeständige Schicht 51 die Gesamtheit der Vorderfläche des Schutzelements 32, das mit dem Schaltelement 31 assoziiert ist, und die zweiten Bondabschnitte 412 der Drähte 41, die mit der Anodenelektrode 321 des Schutzelements 32 verbunden sind, ab.As in 44 . 45 . 47 and 48 shown, covers the moisture-resistant layer 51 the entirety of the front surface of the protective element 32 that with the switching element 31 is associated, and the second bond sections 412 of the wires 41 that with the anode electrode 321 of the protective element 32 are connected.

Die Vorteile des Halbleiterbauelements A15 werden nachstehend beschrieben.The advantages of the semiconductor device A15 are described below.

Bei der Ausgestaltung des Halbleiterbauelements A15 wird die feuchtigkeitsbeständige Schicht 51 sowohl mit der Montageschicht (der ersten Montageschicht 211, der zweiten Montageschicht 221 und der dritten Montageschicht 231) als auch der Seitenfläche 31C von Schaltelementen 31 in Kontakt gehalten. In Dickenrichtung z erstreckt sich die feuchtigkeitsbeständige Schicht 51 derart, dass sie zwischen der Montageschicht und der Seitenfläche 31C aufgespannt ist. Daher arbeitet das Halbleiterbauelement A15 ebenfalls stabil bei Bedingungen mit hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit.When designing the semiconductor component A15 becomes the moisture resistant layer 51 both with the mounting layer (the first mounting layer 211 , the second assembly layer 221 and the third assembly layer 231 ) as well as the side surface 31C of switching elements 31 kept in touch. The moisture-resistant layer extends in the thickness direction z 51 such that they are between the mounting layer and the side surface 31C is spanned. Therefore, the semiconductor device works A15 also stable in high temperature and high humidity conditions.

Am Schaltelement 31 deckt die feuchtigkeitsbeständige Schicht sowohl das Schaltelement 31 als auch die ersten Bondabschnitte 411 der Drähte 41. Da die Gesamtheit des Schaltelements 31 mit der feuchtigkeitsbeständige Schicht 51 auf diese Weise abgedeckt wird, wird verhindert, dass Feuchtigkeit, die in das Versiegelungsharz 52 eindringt, an die Vorderfläche 31A des Schaltelements 31 gelangt. Daher wird dielektrischer Durchschlag der Schaltelemente 31, der durch den in 22 dargestellten Leckstrom Lc verursachst wird, der aufgrund einer Feuchtigkeitseinwirkung entsteht, wirksam verhindert. Da die feuchtigkeitsbeständige Schicht 51 den Isolationsfilm 314 abdeckt, wird des Weiteren der Isolationsfilm 314 vor äußeren Einflüssen geschützt. Beim Halbleiterbauelement A15 wird erneut bevorzugt, dass die Dicke der feuchtigkeitsbeständigen Schicht 51 auf der oberen Fläche des Schaltelements 31 von 48 bis 240 µm beträgt.On the switching element 31 the moisture-resistant layer covers both the switching element 31 as well as the first bond sections 411 of the wires 41 , Because the entirety of the switching element 31 with the moisture-resistant layer 51 Covered in this way prevents moisture from entering the sealing resin 52 penetrates to the front surface 31A of the switching element 31 arrives. Therefore dielectric breakdown of the switching elements 31 by the in 22 Leakage current Lc caused, which arises due to exposure to moisture, is effectively prevented. Because the moisture-resistant layer 51 the insulation film 314 the insulation film 314 protected from external influences. In the semiconductor device A15 it is again preferred that the thickness of the moisture resistant layer 51 on the top surface of the switching element 31 is from 48 to 240 microns.

[Zweite Ausführungsform]Second Embodiment

Ein Halbleiterbauelement A20 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird unter Bezugnahme auf 52 bis 57 beschrieben. In diesen Figuren sind die Elemente, die jenen des vorstehenden Halbleiterbauelements A10 gleich oder ähnlich sind, mit denselben Bezugszeichen wie jene gekennzeichnet, die für die vorstehende Ausführungsform benutzt wurden, und Beschreibungen davon werden weggelassen.A semiconductor device A20 According to a second embodiment of the present disclosure, reference is made to FIG 52 to 57 described. In these figures, the elements are those of the above semiconductor device A10 the same or similar are denoted by the same reference numerals as those used for the above embodiment, and descriptions thereof are omitted.

Das Halbleiterbauelement A20 unterscheidet sich vom vorstehenden Halbleiterbauelement A10 darin, dass es Clips 47 anstelle der Drähte 41 umfasst.The semiconductor device A20 differs from the above semiconductor device A10 in that there are clips 47 instead of the wires 41 includes.

Wie in 52 bis 54 dargestellt, werden die Clips 47 an die Vorderflächenelektroden 311 der Schaltelemente 31 und die erste Unterarm-Montageschicht 211B, die zweite Unterarm-Montageschicht 221B oder die dritte Unterarm-Montageschicht 231B elektrisch gebondet. Wie in 55 bis 57 dargestellt, werden die Clips 47 an die Vorderflächenelektroden 311 der Schaltelemente 31 und die erste elektrisch leitfähige Schicht 212, die zweite elektrisch leitfähige Schicht 222 oder die dritte elektrisch leitfähige Schicht elektrisch gebondet. Die Clips 47 werden durch Biegen einer dünnen Metallplatte, wie z.B. einer Kupferplatte, gefertigt. Wie in 52 und 55 dargestellt, sind die Clips 47 jeweils in Form eines Streifens, der sich bei Betrachtung in Dickenrichtung z in der ersten Richtung x1 erstreckt. Wie in 53 und 56 dargestellt, weisen die Clips 47 bei Betrachtung in zweiter Richtung x2 eine hakenähnliche Form auf. Wie in 53 und 56 dargestellt, werden die Clips 47 an ein Objekt, wie z.B. die Vorderflächenelektrode 311, unter Verwendung einer Clip-Bondschicht 49 elektrisch gebondet. Die Clip-Bondschicht 49 ist elektrisch leitfähig. Zum Beispiel wird die Clip-Bondschicht 49 aus bleifreiem Lötzinn gefertigt, das hauptsächlich aus Zinn zusammengesetzt ist. Um die Clip-Bondschicht 49 zu verwenden, wird zum Beispiel eine Metallisierungsschicht aus Nickel oder Gold auf die Vorderfläche der Vorderflächenelektrode 311 angewendet. Wenn die Vorderflächenelektrode 311 mit der feuchtigkeitsbeständigen Schicht 51 abgedeckt ist, werden im Halbleiterbauelement A20 auch die Clip-Bondschicht 49 und die Metallisierungsschicht mit der feuchtigkeitsbeständigen Schicht 51 abgedeckt.As in 52 to 54 the clips are shown 47 to the front surface electrodes 311 of the switching elements 31 and the first forearm mounting layer 211B , the second forearm mounting layer 221B or the third forearm mounting layer 231B electrically bonded. As in 55 to 57 the clips are shown 47 to the front surface electrodes 311 of the switching elements 31 and the first electrically conductive layer 212 , the second electrically conductive layer 222 or the third electrically conductive layer is electrically bonded. The clips 47 are made by bending a thin metal plate, such as a copper plate. As in 52 and 55 shown are the clips 47 each in the form of a strip that, when viewed in the thickness direction z, in the first direction x1 extends. As in 53 and 56 shown, the clips point 47 when viewed in the second direction x2 a hook-like shape. As in 53 and 56 the clips are shown 47 to an object such as the front surface electrode 311 , using a clip bond layer 49 electrically bonded. The clip bond layer 49 is electrically conductive. For example, the clip bond layer 49 made of lead-free solder, which is mainly composed of tin. Around the clip bond layer 49 For example, a nickel or gold metallization layer is used on the front surface of the front surface electrode 311 applied. If the front surface electrode 311 with the moisture-resistant layer 51 is covered in the semiconductor device A20 also the clip bond layer 49 and the metallization layer with the moisture-resistant layer 51 covered.

Wie in 52 bis 54 dargestellt, werden in den Schaltelementen 31, die an die erste Oberarm-Montageschicht 211A elektrisch gebondet sind, die Clips 47 an die Vorderflächenelektroden 311 und die erste Unterarm-Montageschicht 211B elektrisch gebondet. Wie in 55 bis 57 dargestellt, werden in den Schaltelementen 31, die an die erste Unterarm-Montageschicht 211B elektrisch gebondet sind, die Clips 47 an die Vorderflächenelektroden 311 und die erste elektrisch leitfähige Schicht 212 elektrisch gebondet. Daher sind die Vorderflächenelektroden 311 der Schaltelemente 31, die an die erste Montageschicht 211 elektrisch gebondet sind, mit der ersten Unterarm-Montageschicht 211B oder der ersten elektrisch leitfähigen Schicht 212 elektrisch verbunden.As in 52 to 54 are shown in the switching elements 31 that to the first upper arm mounting layer 211A electrically bonded are the clips 47 to the front surface electrodes 311 and the first forearm mounting layer 211B electrically bonded. As in 55 to 57 are shown in the switching elements 31 to the first forearm mounting layer 211B are electrically bonded, the clips 47 to the front surface electrodes 311 and the first electrically conductive layer 212 electrically bonded. Therefore, the front surface electrodes 311 of the switching elements 31 that to the first assembly layer 211 are electrically bonded with the first forearm mounting layer 211B or the first electrically conductive layer 212 electrically connected.

Wie in 52 bis 54 dargestellt, werden in den Schaltelementen 31, die an die zweite Oberarm-Montageschicht 221A elektrisch gebondet sind, die Clips 47 an die Vorderflächenelektroden 311 und die zweite Unterarm-Montageschicht 221B elektrisch gebondet. Wie in 55 bis 57 dargestellt, werden in den Schaltelementen 31, die an die zweite Unterarm-Montageschicht 221B elektrisch gebondet sind, die Clips 47 an die Vorderflächenelektroden 311 und die zweite elektrisch leitfähige Schicht 222 elektrisch gebondet. Daher sind die Vorderflächenelektroden 311 der Schaltelemente 31, die an die zweite Montageschicht 221 elektrisch gebondet sind, mit der zweiten Unterarm-Montageschicht 221B oder der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht 222 elektrisch verbunden.As in 52 to 54 are shown in the switching elements 31 attached to the second upper arm mounting layer 221A are electrically bonded, the clips 47 to the front surface electrodes 311 and the second forearm mounting layer 221B electrically bonded. As in 55 to 57 are shown in the switching elements 31 attached to the second forearm mounting layer 221B are electrically bonded, the clips 47 to the front surface electrodes 311 and the second electrically conductive layer 222 electrically bonded. Therefore, the front surface electrodes 311 of the switching elements 31 that to the second mounting layer 221 are electrically bonded with the second forearm mounting layer 221B or the second electrically conductive layer 222 electrically connected.

Wie in 52 bis 54 dargestellt, werden in den Schaltelementen 31, die an die dritte Oberarm-Montageschicht 231A elektrisch gebondet sind, die Clips 47 an die Vorderflächenelektroden 311 und die dritte Unterarm-Montageschicht 231B elektrisch gebondet. Wie in 55 bis 57 dargestellt, werden in den Schaltelementen 31, die an die dritte Unterarm-Montageschicht 231B elektrisch gebondet sind, die Clips 47 an die Vorderflächenelektroden 311 und die dritte elektrisch leitfähige Schicht 232 elektrisch gebondet. Daher sind die Vorderflächenelektroden 311 der Schaltelemente 31, die an die dritte Montageschicht 231 elektrisch gebondet sind, mit der dritten Unterarm-Montageschicht 231B oder der dritten elektrisch leitfähigen Schicht 232 elektrisch verbunden.As in 52 to 54 are shown in the switching elements 31 that to the third upper arm mounting layer 231A are electrically bonded, the clips 47 to the front surface electrodes 311 and the third forearm mounting layer 231B electrically bonded. As in 55 to 57 are shown in the switching elements 31 that to the third forearm mounting layer 231B are electrically bonded, the clips 47 to the front surface electrodes 311 and the third electrically conductive layer 232 electrically bonded. Therefore, the front surface electrodes 311 of the switching elements 31 that to the third assembly layer 231 are electrically bonded with the third forearm mounting layer 231B or the third electrically conductive layer 232 electrically connected.

Unter Bezugnahme auf 52 und 53 wird nachstehend eine Beschreibung der Ausgestaltung der Clips 47 für jedes der Schaltelemente 31, die an die erste Oberarm-Montageschicht 211A, die zweite Oberarm-Montageschicht 221A oder die dritte Oberarm-Montageschicht 231A elektrisch gebondet sind, angegeben. Wie in 53 dargestellt, wird jeder Clip 47 auch an die Anodenelektrode 321 des Schutzelements 32, das mit dem Schaltelement 31 assoziiert ist, unter Verwendung der Clip-Bondschicht 49 elektrisch gebondet. Daher ist die Anodenelektrode 321 des Schutzelements 32, die an die erste Oberarm-Montageschicht 211A elektrisch gebondet ist, sowohl mit der Vorderflächenelektrode 311 des entsprechenden Schaltelements 31 als auch der ersten Unterarm-Montageschicht 211B elektrisch verbunden. Die Anodenelektrode 321 des Schutzelements 32, die an die zweite Oberarm-Montageschicht 221A elektrisch gebondet ist, ist sowohl mit der Vorderflächenelektrode 311 des entsprechenden Schaltelements 31 als auch der zweiten Unterarm-Montageschicht 221B elektrisch verbunden. Außerdem ist die Anodenelektrode 321 des Schutzelements 32, das an die dritte Oberarm-Montageschicht 231A elektrisch gebondet ist, sowohl mit der Vorderflächenelektrode 311 des entsprechenden Schaltelements 31 als auch der dritten Unterarm-Montageschicht 231B elektrisch verbunden.With reference to 52 and 53 The following is a description of the design of the clips 47 for each of the switching elements 31 that to the first upper arm mounting layer 211A , the second upper arm mounting layer 221A or the third upper arm mounting layer 231A are electrically bonded. As in 53 each clip is shown 47 also to the anode electrode 321 of the protective element 32 that with the switching element 31 is associated using the clip bond layer 49 electrically bonded. Hence the anode electrode 321 of the protective element 32 that to the first upper arm mounting layer 211A is electrically bonded to both the front surface electrode 311 of the corresponding switching element 31 as well as the first forearm mounting layer 211B electrically connected. The anode electrode 321 of the protective element 32 attached to the second upper arm mounting layer 221A is electrically bonded to both the front surface electrode 311 of the corresponding switching element 31 as well as the second forearm mounting layer 221B electrically connected. In addition, the anode electrode 321 of the protective element 32 that to the third upper arm mounting layer 231A is electrically bonded to both the front surface electrode 311 of the corresponding switching element 31 as well as the third forearm mounting layer 231B electrically connected.

Wie in 52 und 53 dargestellt, weist jeder der Clips 47 eine Öffnung 471 auf, die in die Dickenrichtung z durchdringt. Die Öffnung 471 ist, in der ersten Richtung x1, zwischen der Vorderflächenelektrode 311 des Schaltelements 31 und der Anodenelektrode 321 des Schutzelements 32 angeordnet. Bei Betrachtung in Dickenrichtung z ist der Rand 314A des Isolationsfilms 314 des Schaltelements 31 durch die Öffnung 471 sichtbar. Wenn die Clips 47 an die Vorderflächenelektroden 311 der Schaltelemente 31 elektrisch gebondet werden, werden die meisten der Schaltelemente 31 mit den Clips 47 abgedeckt. Durch Ausbilden einer Öffnung 471 in jedem Clip 47 an einer Position, die das Schaltelement 31 bei Betrachtung in Dickenrichtung überlappt, kann das Kunstharzmaterial zum Ausbilden der feuchtigkeitsbeständigen Schicht 51 unter den Clip 47 fallen gelassen werden. Daher kann das Kunstharzmaterial über der Gesamtheit des Schaltelements 31 gleichmäßig fallen gelassen werden. Obwohl das Halbleiterbauelement A20 derart beschrieben wird, dass es eine Öffnung 471 in jedem Clip 47 aufweist, kann ein Ausschnitt, der in die Dickenrichtung z durchdringt, anstelle der Öffnung 471 in jedem Clip 47 an einer Position, die das Schaltelement 31 bei Betrachtung in Dickenrichtung z überlappt, ausgebildet werden.As in 52 and 53 shown, each of the clips 47 an opening 471 on, which penetrates in the thickness direction z. The opening 471 is in the first direction x1 , between the front surface electrode 311 of the switching element 31 and the anode electrode 321 of the protective element 32 arranged. When viewed in the thickness direction z is the edge 314A of the insulation film 314 of the switching element 31 through the opening 471 visible. If the clips 47 to the front surface electrodes 311 of the switching elements 31 Most of the switching elements are electrically bonded 31 with the clips 47 covered. By forming an opening 471 in every clip 47 at a position that the switching element 31 When viewed in the thickness direction overlapped, the synthetic resin material can be used to form the moisture-resistant layer 51 under the clip 47 be dropped. Therefore, the synthetic resin material over the whole of the switching element 31 be dropped evenly. Although the semiconductor device A20 is described as having an opening 471 in every clip 47 has, a cutout that penetrates in the thickness direction z, instead of the opening 471 in every clip 47 at a position that the switching element 31 overlapping when viewed in the thickness direction z, are formed.

Unter Bezugnahme auf 55 und 56 wird nachstehend eine Beschreibung der Ausgestaltung der Clips 47 für jedes der Schaltelemente 31, die an die erste Unterarm-Montageschicht 211B, die zweite Unterarm-Montageschicht 221B oder die dritte Unterarm-Montageschicht 231B elektrisch gebondet sind, angegeben. Wie in 56 dargestellt, wird jeder Clip 47 auch an die Anodenelektrode 321 des Schutzelements 32, das mit dem Schaltelement 31 assoziiert ist, unter Verwendung der Clip-Bondschicht 49 elektrisch gebondet. Daher ist die Anodenelektrode 321 des Schutzelements 32, das an die erste Unterarm-Montageschicht 211B elektrisch gebondet ist, sowohl mit der Vorderflächenelektrode 311 des entsprechenden Schaltelements 31 als auch der ersten elektrisch leitfähigen Schicht 212 elektrisch verbunden. Die Anodenelektrode 321 des Schutzelements 32, das an die zweite Unterarm-Montageschicht 221B elektrisch gebondet ist, ist sowohl mit der Vorderflächenelektrode 311 des entsprechenden Schaltelements 31 als auch der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht 222 elektrisch verbunden. Außerdem ist die Anodenelektrode 321 des Schutzelements 32, das an die dritte Unterarm-Montageschicht 231B elektrisch gebondet ist, sowohl mit der Vorderflächenelektrode 311 des entsprechenden Schaltelements 31 als auch der dritten elektrisch leitfähigen Schicht 232 elektrisch verbunden. Da der Clip 47 an die Anodenelektrode 321 elektrisch gebondet ist, werden die in 18 dargestellten gepaarten Zusatzdrähte 46 im Halbleiterbauelement A20 nicht mit der Anodenelektrode 321 verbunden.With reference to 55 and 56 The following is a description of the design of the clips 47 for each of the switching elements 31 to the first forearm mounting layer 211B , the second forearm mounting layer 221B or the third forearm mounting layer 231B are electrically bonded. As in 56 each clip is shown 47 also to the anode electrode 321 of the protective element 32 that with the switching element 31 is associated using the clip bond layer 49 electrically bonded. Hence the anode electrode 321 of the protective element 32 that to the first forearm mounting layer 211B is electrically bonded to both the front surface electrode 311 of the corresponding switching element 31 as well as the first electrically conductive layer 212 electrically connected. The anode electrode 321 of the protective element 32 that to the second forearm mounting layer 221B is electrically bonded to both the front surface electrode 311 of the corresponding switching element 31 as well as the second electrically conductive layer 222 electrically connected. In addition, the anode electrode 321 of the protective element 32 that to the third forearm mounting layer 231B is electrically bonded to both the front surface electrode 311 of the corresponding switching element 31 as well as the third electrically conductive layer 232 electrically connected. Because the clip 47 to the anode electrode 321 is electrically bonded, the in 18 shown paired additional wires 46 in the semiconductor device A20 not with the anode electrode 321 connected.

Wie in 55 und 56 dargestellt, weist jeder der Clips 47 ein Paar Öffnungen 471 auf, die in die Dickenrichtung z durchdringen. Die gepaarten Öffnungen 471 sind auf in der ersten Richtung x1 entgegengesetzten Seiten der Vorderflächenelektrode 311 des Schaltelements 31 angeordnet. Bei Betrachtung in Dickenrichtung z ist der Rand 314A des Isolationsfilms 314 des Schaltelements 31 durch die gepaarten Öffnungen 471 sichtbar.As in 55 and 56 shown, each of the clips 47 a pair of openings 471 on that in the thickness direction z penetrate. The paired openings 471 are on in the first direction x1 opposite sides of the Front surface electrode 311 of the switching element 31 arranged. When viewed in the thickness direction z is the edge 314A of the insulation film 314 of the switching element 31 through the paired openings 471 visible.

Die Vorteile des Halbleiterbauelements A20 werden nachstehend beschrieben.The advantages of the semiconductor device A20 are described below.

Bei der Ausgestaltung des Halbleiterbauelements A20 wird die feuchtigkeitsbeständige Schicht 51 sowohl mit den Seitenflächen 31A der Schaltelemente 31 als auch der ersten Montageschicht 211, der zweiten Montageschicht 221 oder der dritten Montageschicht 231 in Kontakt gehalten. In der Dickenrichtung erstreckt sich die feuchtigkeitsbeständige Schicht 51 derart, dass sie zwischen der ersten Montageschicht 211, der zweiten Montageschicht 221 oder der dritten Montageschicht 231 und den Seitenflächen 31C aufgespannt ist. Daher arbeitet das Halbleiterbauelement A20 ebenfalls stabil in Bedingungen mit hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit.When designing the semiconductor component A20 becomes the moisture resistant layer 51 both with the side faces 31A of the switching elements 31 as well as the first assembly layer 211 , the second assembly layer 221 or the third assembly layer 231 kept in touch. The moisture-resistant layer extends in the thickness direction 51 such that they are between the first mounting layer 211 , the second assembly layer 221 or the third assembly layer 231 and the side surfaces 31C is spanned. Therefore, the semiconductor device works A20 also stable in high temperature and high humidity conditions.

Die Ausgestaltung der feuchtigkeitsbeständigen Schicht 51 des Halbleiterbauelements A20 ist jener des Halbleiterbauelements A10 gleich. Es ist jedoch zu beachten, dass in dem Halbleiterbauelement A20 die Ausgestaltung der feuchtigkeitsbeständigen Schicht 51 in den Halbleiterbauelementen A11 bis A15 verwendet werden kann.The design of the moisture-resistant layer 51 of the semiconductor device A20 is that of the semiconductor device A10 equal. However, it should be noted that in the semiconductor device A20 the design of the moisture-resistant layer 51 in the semiconductor devices A11 to A15 can be used.

Das Halbleiterbauelement A20 weist Clips 47 anstelle der Drähte 41 auf. Die Querschnittsfläche (die Fläche im Querschnitt entlang der zweiten Richtung x2) des Clips 47 ist größer als jene der Drähte 41. Daher ist der elektrische Widerstand des Clips 47 niedriger als jener der Drähte 41. Daher ist der parasitäre Widerstand des Halbeliterbauelements A20 niedriger als jener des Halbeliterbauelements A10, so dass der Leistungsverlust des Halbeliterbauelements A20 im Vergleich mit dem Halbleiterbauelement A10 reduziert ist.The semiconductor device A20 assigns clips 47 instead of the wires 41 on. The cross-sectional area (the area in cross-section along the second direction x2 ) of the clip 47 is larger than that of the wires 41 , Hence the electrical resistance of the clip 47 lower than that of the wires 41 , Therefore, the parasitic resistance of the half-liter device A20 lower than that of the half-liter device A10 so that the power loss of the half-liter device A20 compared to the semiconductor device A10 is reduced.

Da die Querschnittsfläche des Clips 47 größer ist als jene der Drähte 41, leitet der Clip 47 mehr Wärme in der ersten Richtung x1 als die Drähte 41. Daher wird Wärme, die von den Schaltelementen 31 erzeugt wird, effizienter abgeführt. Zum Beispiel ist es wahrscheinlich, dass am ersten Substrat 11A die von den Schaltelementen 31 erzeugte Wärme in der ersten Oberarm-Montageschicht 211A, die die in 21 gezeigte Oberarmschaltung 81 bildet, gesammelt wird. Die Clips 47 führen die in der ersten Oberarm-Montageschicht 211A gesammelte Wärme effizient an die erste Unterarm-Montageschicht 211A und die erste elektrisch leitfähige Schicht 212 ab.Because the cross-sectional area of the clip 47 is larger than that of the wires 41 , directs the clip 47 more heat in the first direction x1 than the wires 41 , Therefore, heat is generated by the switching elements 31 generated, dissipated more efficiently. For example, it is likely that the first substrate 11A that of the switching elements 31 generated heat in the first upper arm mounting layer 211A who the in 21 shown upper arm circuit 81 forms, is collected. The clips 47 lead in the first upper arm assembly layer 211A Collected heat efficiently to the first forearm mounting layer 211A and the first electrically conductive layer 212 from.

Die Anzahl der Schaltelemente, die an jede von der ersten Montageschicht 211, der zweiten Montageschicht 221 und der dritten Montageschicht 231 elektrisch gebondet sind, kann auf geeignete Weise gemäß der benötigten Leistungsumwandlung eingestellt werden. Die erste Montageschicht 211, die zweite Montageschicht 221 und die dritte Montageschicht 231 stellen Beispiele einer „Montageschicht“ dar, wie in den beigefügten Ansprüchen der vorliegenden Offenbarung dargelegt. Die Anzahl von Abschnitten, die die „Montageschicht“ bilden, ist nicht auf sechs, wie in der vorliegenden Offenbarung, beschränkt und kann auf geeignete Weise eingestellt werden.The number of switching elements attached to each of the first mounting layer 211 , the second assembly layer 221 and the third assembly layer 231 are electrically bonded, can be set appropriately according to the power conversion required. The first assembly layer 211 , the second mounting layer 221 and the third assembly layer 231 illustrate examples of a "mounting layer" as set out in the accompanying claims of the present disclosure. The number of sections constituting the "mounting layer" is not limited to six as in the present disclosure and can be appropriately set.

Die vorstehenden Ausführungsformen zeigen das Beispiel, in dem die feuchtigkeitsbeständige Schicht 51 die Schaltelemente 31 und die Schutzelemente 32, die antiparallel mit den Schaltelementen 31 verbunden sind, abdeckt. In einem Halbleiterbauelement, das die Schutzelemente 32 nicht verwendet, sondern nur die Schaltelemente 31 verwendet (die Ausgestaltung, die keine externe Freilaufdiode verwendet), kann jedoch die feuchtigkeitsbeständige Schicht 51 die Schaltelemente 31 abdecken. Außerdem ist die vorliegende Offenbarung nicht nur auf Schaltelemente, sondern auch auf Gleichrichterelemente anwendbar. Zum Beispiel ist die vorliegende Offenbarung auf ein Halbleiterbauelement anwendbar, das mehrere Schottky-Barriere-Dioden umfasst. In diesem Fall ist die Ausgestaltung, wie z.B. das Material, die Dicke oder die Ausbildungsfläche, der feuchtigkeitsbeständigen Schicht 51 jener der vorstehenden Ausführungsformen gleich.The above embodiments show the example in which the moisture-resistant layer 51 the switching elements 31 and the protective elements 32 that are antiparallel to the switching elements 31 connected, covers. In a semiconductor device, the protective elements 32 not used, only the switching elements 31 used (the design that does not use an external freewheeling diode), however, the moisture-resistant layer 51 the switching elements 31 cover. In addition, the present disclosure is applicable not only to switching elements, but also to rectifier elements. For example, the present disclosure is applicable to a semiconductor device that includes multiple Schottky barrier diodes. In this case, the design, such as the material, the thickness or the training area, of the moisture-resistant layer 51 same as that of the above embodiments.

In den vorstehenden Ausführungsformen umfasst das Halbleiterbauelement als ein Beispiel ein Substrat 11, auf dem elektrisch leitfähige Elemente (die Montageschicht und die elektrisch leitfähige Schicht), die auf einem dünnen Metallfilm gefertigt sind, und die Schaltelemente 31, die an die elektrisch leitfähigen Elemente elektrisch gebondet sind, angeordnet sind. Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf ein solches Beispiel beschränkt und ist auch auf ein Halbleiterbauelement des Harzgehäusetyps anwendbar, das einen Leiterrahmen umfasst, auf dem Elemente, wie z.B. Schaltelemente oder Gleichrichterelemente, elektrisch gebondet und harzgegossen sind. Da ein solches Halbleiterbauelement auch ein Risiko des Eindringens von Feuchtigkeit durch das Versiegelungsharz aufweist, stellt ein Abdecken der gesamten Flächen oder Seitenflächen der Schaltelemente oder Gleichrichterelemente mit der feuchtigkeitsbeständigen Schicht gemäß der vorliegenden Offenbarung dieselben Vorteile bereit. Es ist zu beachten, dass die Verbindungsstruktur durch Drahtbonden unter Verwendung der Drähte 41 in dem Halbleiterbauelement A10, oder die Verbindungsstruktur, die eine dünne Metallplatte oder Clips 47 in den Halbleiterbauelement A20 verwendet, ebenfalls auf das Halbleiterbauelement des Harzgehäusetyps anwendbar ist.In the above embodiments, the semiconductor device includes a substrate as an example 11 , on the electrically conductive elements (the mounting layer and the electrically conductive layer), which are made on a thin metal film, and the switching elements 31 which are electrically bonded to the electrically conductive elements. The present disclosure is not limited to such an example, and is also applicable to a resin package type semiconductor device that includes a lead frame on which elements such as switching elements or rectifier elements are electrically bonded and resin molded. Since such a semiconductor device also has a risk of moisture penetration through the sealing resin, covering the entire surfaces or side surfaces of the switching elements or rectifier elements with the moisture-resistant layer according to the present disclosure provides the same advantages. It should be noted that the connection structure is by wire bonding using the wires 41 in the semiconductor device A10 , or the connection structure, which is a thin metal plate or clips 47 in the semiconductor device A20 is also applicable to the resin package type semiconductor device.

Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf vorstehende Ausführungsformen beschränkt. Die konkrete Ausgestaltung jedes Teils der vorliegenden Offenbarung kann auf viele Weisen variiert werden.The present disclosure is not limited to the above embodiments. The specific nature of each part of the present disclosure can be varied in many ways.

Die vorliegende Offenbarung umfasst zusätzlich zu den Ausgestaltungen, die in den beigefügten Ansprüchen dargelegt sind, mindestens die Ausgestaltungen, die mit den nachstehenden Klauseln im Zusammenhang stehen.The present disclosure includes, in addition to the configurations set forth in the appended claims, at least the configurations related to the following clauses.

Klausel 1.Clause 1.

Halbleiterbauelement, umfassend:

  • eine erste elektrisch leitfähige Schicht,
  • eine zweite elektrisch leitfähige Schicht, die von der ersten elektrisch leitfähigen Schicht beabstandet ist,
  • ein Halbleiterelement, umfassend: eine Halbleiterschicht, eine Vorderflächenelektrode, die auf einer oberen Fläche der Halbleiterschicht bereitgestellt ist, und eine Rückflächenelektrode, die auf einer unteren Fläche der Halbleiterschicht angeordnet ist, wobei das Halbleiterelement auf der ersten elektrisch leitfähigen Schicht montiert ist, wobei die Rückflächenelektrode mit der ersten elektrisch leitfähigen Schicht elektrisch verbunden wird,
  • eine Verbindungsstruktur, die mit der Vorderflächenelektrode und der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht elektrisch verbunden ist,
  • eine erste Isolationsschicht, die mindestens eine Seitenfläche des Halbleiterelements abdeckt, und
  • eine zweite Isolationsschicht, die die erste Isolationsschicht abdeckt,
  • wobei die erste Isolationsschicht aus einem Material gefertigt ist, das eine niedrigere Feuchtigkeitsdurchlässigkeit aufweist als die zweite Isolationsschicht. Die erste Isolationsschicht wirkt als ein Barrierefilm zum Verhindern eines Eindringens von Feuchtigkeit.
A semiconductor device comprising:
  • a first electrically conductive layer,
  • a second electrically conductive layer which is spaced from the first electrically conductive layer,
  • A semiconductor element comprising: a semiconductor layer, a front surface electrode provided on an upper surface of the semiconductor layer, and a rear surface electrode disposed on a lower surface of the semiconductor layer, the semiconductor element being mounted on the first electrically conductive layer, the rear surface electrode is electrically connected to the first electrically conductive layer,
  • a connection structure which is electrically connected to the front surface electrode and the second electrically conductive layer,
  • a first insulation layer covering at least one side surface of the semiconductor element, and
  • a second insulation layer covering the first insulation layer,
  • wherein the first insulation layer is made of a material that has a lower moisture permeability than the second insulation layer. The first insulation layer acts as a barrier film to prevent moisture penetration.

Klausel 2.Clause 2.

Halbleiterbauelement nach Klausel 1, wobei die erste Isolationsschicht eine Gesamtheit des Halbleiterelements abdeckt.Semiconductor component according to clause 1, wherein the first insulation layer covers an entirety of the semiconductor element.

Klausel 3.Clause 3.

Halbleiterbauelement nach Klausel 1, wobei die Verbindungsstruktur einen Verbindungsabschnitt umfasst, der mit der Vorderflächenelektrode in Kontakt gehalten wird, und
die erste Isolationsschicht eine Gesamtheit des Halbleiterelements mit der Ausnahme des Verbindungsabschnitts abdeckt.A semiconductor device according to clause 1, wherein the connection structure comprises a connection portion that is held in contact with the front surface electrode, and
the first insulation layer covers an entirety of the semiconductor element with the exception of the connection section.

Klausel 4.Clause 4.

Halbleiterbauelement nach Klausel 1, wobei eine Dicke der ersten Isolationsschicht von 40 bis 200 µm an einer Ecke beträgt, die zwischen einer oberen Fläche und der Seitenfläche des Halbleiterelements angeordnet ist, und
die Dicke der ersten Isolationsschicht von 48 bis 240 µm auf der oberen Fläche des Halbleiterelements beträgt.Semiconductor component according to clause 1, wherein a thickness of the first insulation layer of 40 to 200 microns at a corner, which is arranged between an upper surface and the side surface of the semiconductor element, and
the thickness of the first insulation layer is from 48 to 240 μm on the upper surface of the semiconductor element.

Klausel 5.Clause 5.

Halbleiterbauelement nach Klausel 4, wobei die Dicke der ersten Isolationsschicht von 50 bis 100 µm an der Ecke beträgt, die zwischen der oberen Fläche und der Seitenfläche des Halbleiterelements angeordnet ist, und
die Dicke der ersten Isolationsschicht von 60 bis 120 µm auf der oberen Fläche des Halbleiterelements beträgt.Semiconductor component according to clause 4, wherein the thickness of the first insulation layer is from 50 to 100 μm at the corner which is arranged between the upper surface and the side surface of the semiconductor element, and
the thickness of the first insulation layer is from 60 to 120 μm on the upper surface of the semiconductor element.

Klausel 6.Clause 6.

Halbleiterbauelement nach Klausel 1, wobei die Verbindungsstruktur eine Verbindungsstruktur, die einen Draht verwendet, umfasst, und
eine Dicke der ersten Isolationsschicht auf einer oberen Fläche des Halbleiterelements kleiner ist als ein Durchmesser des Drahts.A semiconductor device according to clause 1, wherein the connection structure comprises a connection structure using a wire, and
a thickness of the first insulation layer on an upper surface of the semiconductor element is smaller than a diameter of the wire.

Klausel 7.Clause 7

Halbleiterbauelement nach Klausel 6, wobei der Draht einen Verbindungsabschnitt umfasst, der mit der Vorderflächenelektrode in Kontakt gehalten wird, und
die Dicke der ersten Isolationsschicht auf der oberen Fläche des Halbleiterelements kleiner ist als eine Höhe des Verbindungsabschnitts (ein Abstand von einer Vorderfläche der Vorderflächenelektrode zu einer Oberseite des Verbindungsabschnitts). Das heißt, die Oberseite des Verbindungsabschnitts ist von der ersten Isolationsschicht freigelegt. Der Verbindungsabschnitt wird während eines Bondprozesses mit einem Keilwerkzeug zerquetscht und die Höhe des Verbindungsabschnitts ist kleiner als der Durchmesser des Drahts.The semiconductor device of clause 6, wherein the wire includes a connection portion that is held in contact with the front surface electrode, and
the thickness of the first insulation layer on the top surface of the semiconductor element is smaller than a height of the connection portion (a distance from a front surface of the front surface electrode to an upper surface of the connection portion). That is, the top of the connection portion is exposed from the first insulation layer. The connecting section is crushed with a wedge tool during a bonding process and the height of the connecting section is smaller than the diameter of the wire.

Klausel 8.Clause 8.

Halbleiterbauelement nach Klausel 1, wobei eine Dicke der Halbleiterschicht 400 µm oder weniger beträgt.Semiconductor component according to clause 1, wherein a thickness of the semiconductor layer is 400 microns or less.

Klausel 9. Clause 9.

Halbleiterbauelement nach Klausel 8, wobei eine Dicke der Halbleiterschicht 150 µm oder weniger beträgt.Semiconductor component according to clause 8, wherein a thickness of the semiconductor layer is 150 microns or less.

Klausel 10.Clause 10.

Halbleiterbauelement nach Klausel 1, wobei das Halbleiterelement ferner eine spannungsbeständige Struktur umfasst, die eine Isolationsschicht umfasst, welche eine obere Fläche der Halbleiterschicht abdeckt und einen Rand der Vorderflächenelektrode umgibt, und die erste Isolationsschicht die spannungsbeständige Struktur abdeckt. In der spannungsbeständigen Struktur ist ein Oxidfilm oder ein Nitridfilm auf der Halbleiterschicht ausgebildet, und eine Schicht, wie z.B. eine Polyimid-Schicht oder ein Polybenzoxazol-Schicht, ist darauf als die Isolationsschicht ausgebildet.The semiconductor device of clause 1, wherein the semiconductor element further comprises a stress-resistant structure that includes an insulation layer that covers an upper surface of the semiconductor layer and surrounds an edge of the front surface electrode, and the first insulation layer covers the voltage-resistant structure. In the stress-resistant structure, an oxide film or a nitride film is formed on the semiconductor layer, and a layer such as e.g. a polyimide layer or a polybenzoxazole layer is formed thereon as the insulation layer.

Klausel 11.Clause 11.

Halbleiterbauelement nach Klausel 1, wobei die erste Isolationsschicht ein Kunstharz, das Polyimid oder Polybenzoxazol ist, enthält.Semiconductor component according to clause 1, wherein the first insulation layer contains a synthetic resin which is polyimide or polybenzoxazole.

Klausel 12.Clause 12.

Halbleiterbauelement nach Klausel 11, wobei die erste Isolationsschicht Silikongel enthält.Semiconductor component according to clause 11, wherein the first insulation layer contains silicone gel.

Klausel 13.Clause 13.

Halbleiterbauelement nach Klausel 12, wobei das Kunstharz und das Silikongel gleichmäßig in der ersten Isolationsschicht verteilt sind.Semiconductor component according to clause 12, wherein the synthetic resin and the silicone gel are evenly distributed in the first insulation layer.

Klausel 14.Clause 14.

Halbleiterbauelement nach Klausel 12 oder 13, wobei ein Gewichtsanteil des Kunstharzes in der ersten Isolationsschicht größer ist als jener des Silikongels.Semiconductor component according to clause 12 or 13, wherein a proportion by weight of the synthetic resin in the first insulation layer is greater than that of the silicone gel.

Klausel 15.Clause 15.

Halbleiterbauelement nach Klausel 14, wobei das Verhältnis des Gewichtsanteils des Kunstharzes zum Silikongel in der ersten Isolationsschicht von 1,5:1 bis 7,0:1 beträgt.Semiconductor component according to clause 14, the ratio of the proportion by weight of the synthetic resin to the silicone gel in the first insulation layer being from 1.5: 1 to 7.0: 1.

Klausel 16.Clause 16.

Halbleiterbauelement nach Klausel 1, wobei die Verbindungsstruktur eine Verbindungsstruktur, die einen Draht verwendet, und eine Verbindungsstruktur, die eine dünne Metallplatte verwendet, umfasst.A semiconductor device according to clause 1, wherein the connection structure comprises a connection structure using a wire and a connection structure using a thin metal plate.

Klausel 17.Clause 17.

Halbleiterbauelement nach Klausel 1, wobei die Halbleiterschicht aus einem Halbleitermaterial gefertigt ist, das hauptsächlich aus Siliziumkarbid zusammengesetzt ist.Semiconductor component according to clause 1, wherein the semiconductor layer is made of a semiconductor material which is mainly composed of silicon carbide.

Klausel 18.Clause 18.

Halbleiterbauelement nach Klausel 17, wobei das Halbleiterelement einen MOSFET oder eine Schottky-Barriere-Diode umfasst.Semiconductor component according to clause 17, wherein the semiconductor element comprises a MOSFET or a Schottky barrier diode.

Klausel 19.Clause 19.

Halbleiterbauelement nach Klausel 1, wobei eine Durchbruchspannung des Schutzelements 1200 V oder mehr beträgt.Semiconductor component according to clause 1, wherein a breakdown voltage of the protective element is 1200 V or more.

Klausel 20.Clause 20.

Halbleiterbauelement nach Klausel 1, wobei die erste elektrisch leitfähige Schicht und die zweite elektrisch leitfähige Schicht aus einem Leiterrahmen gefertigt sind, und
die zweite Isolationsschicht ein Harzgehäuse umfasst, das die erste elektrisch leitfähige Schicht, die zweite elektrisch leitfähige Schicht, das Halbleiterelement und die Verbindungsstruktur versiegelt.Semiconductor component according to clause 1, wherein the first electrically conductive layer and the second electrically conductive layer are made from a lead frame, and
the second insulation layer includes a resin case that seals the first electrically conductive layer, the second electrically conductive layer, the semiconductor element, and the connection structure.

Klausel 21.Clause 21.

Halbleiterbauelement nach Klausel 1, wobei die erste elektrisch leitfähige Schicht und die zweite elektrisch leitfähige Schicht eine Metallschicht umfassen, die auf einem isolierenden Substrat angeordnet ist, und
die zweite Isolationsschicht ein Harzgehäuse umfasst, das das isolierende Substrat, die erste elektrisch leitfähige Schicht, die zweite elektrisch leitfähige Schicht, das Halbleiterelement und die Verbindungsstruktur versiegelt. Das Versiegelungsharz enthält Silikongel.Semiconductor component according to clause 1, wherein the first electrically conductive layer and the second electrically conductive layer comprise a metal layer which is arranged on an insulating substrate, and
the second insulation layer includes a resin case that seals the insulating substrate, the first electrically conductive layer, the second electrically conductive layer, the semiconductor element, and the connection structure. The sealing resin contains silicone gel.

Klausel 22.Clause 22.

Halbleiterbauelement nach Klausel 1, wobei die zweite Isolationsschicht eine Vorderfläche aufweist, die Außenluft (Atmosphäre) ausgesetzt ist.Semiconductor component according to clause 1, wherein the second insulation layer has a front surface which is exposed to outside air (atmosphere).

Klausel 23.Clause 23.

Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterbauelements nach einer der Klauseln 1 bis 22, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:

  • Vorbereiten eines Kunstharzmaterials, das enthält: ein Material, das eine niedrigere Feuchtigkeitsdurchlässigkeit aufweist als ein Material, das die zweite Isolationsschicht bildet, oder eine Vorstufe davon, und ein leichtflüchtiges Lösungsmittel,
  • elektrisches Verbinden der Rückflächenelektrode mit der ersten elektrisch leitfähigen Schicht,
  • Fallenlassen des Kunstharzmaterials auf eine obere Fläche des Halbleiterelements, um das Halbleiterelement mit dem Kunstharzmaterial abzudecken, und
  • Wärmehärten des Kunstharzmaterials, wobei das Halbleiterelement mit dem Kunstharzmaterial abgedeckt ist, um dadurch die erste Isolierschicht zu bilden. Vor dem Schritt des Wärmehärtens des Kunstharzmaterials muss das Kunstharzmaterial nicht die Funktion der ersten Isolationsschicht aufweisen. Es ist lediglich erforderlich, das das Kunstharzmaterial die Funktion der ersten Isolationsschicht aufweist, nachdem es wärmegehärtet wurde. Zum Beispiel wird Polyimid in dem Lösungsmittel im Zustand einer Vorstufe gelöst und es wird durch „Imidisierung“ nach dem Wärmehärten zu Polyimid, um dadurch die Funktion der ersten Isolierschicht aufzuweisen.
Method for producing a semiconductor component according to one of clauses 1 to 22, the method comprising the following steps:
  • Preparing a synthetic resin material containing: a material having a lower moisture permeability than a material forming the second insulation layer or a precursor thereof, and a volatile solvent,
  • electrical connection of the back surface electrode to the first electrically conductive layer,
  • Dropping the resin material onto an upper surface of the semiconductor element to cover the semiconductor element with the resin material, and
  • Thermosetting the synthetic resin material, wherein the semiconductor element is covered with the synthetic resin material, to thereby form the first insulating layer. Before the step of thermosetting the synthetic resin material, the synthetic resin material need not have the function of the first insulation layer. It is only necessary that the synthetic resin material have the function of the first insulation layer after being thermoset. For example, polyimide is dissolved in the solvent in a state of a precursor, and it becomes "polyimide" by "imidization" after thermosetting to thereby function as the first insulating layer.

Klausel 24.Clause 24.

Verfahren zum Herstellen des Halbleiterbauelements nach Klausel 23, das ferner den Schritt des Verbindens der Verbindungsstruktur mit der Vorderflächenelektrode und der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht vor dem Schritt des Abdeckens des Halbleiterelements mit dem Kunstharzmaterial aufweist.A method of manufacturing the semiconductor device according to clause 23, further comprising the step of connecting the connection structure to the front surface electrode and the second electrically conductive layer before the step of covering the semiconductor element with the synthetic resin material.

Claims (17)

Halbleiterbauelement, umfassend: ein Substrat, das eine Vorderfläche umfasst, die in eine Dickenrichtung weist, eine Montageschicht, die elektrisch leitfähig und auf der Vorderfläche angeordnet ist, mehrere Schaltelemente, von denen jedes eine erste Elementvorderfläche, die in eine selbe Richtung weist, in die die Vorderfläche entlang der Dickenrichtung weist, eine erste Elementrückfläche, die in eine der ersten Elementvorderfläche entgegengesetzte Richtung weist, und eine erste Elementseitenfläche, die sowohl mit der ersten Elementvorderfläche als auch der ersten Elementrückfläche verbunden ist, wobei jedes Schaltelement an die Montageschicht elektrisch gebondet ist, wobei die erste Elementrückfläche der Vorderfläche zugewandt ist, eine feuchtigkeitsbeständige Schicht, die die erste Elementseitenfläche von mindestens einem Element abdeckt, und ein Versiegelungsharz, das die Schaltelemente und die feuchtigkeitsbeständige Schicht abdeckt, wobei die feuchtigkeitsbeständige Schicht mit der Montageschicht und der ersten Elementseitenfläche in Kontakt gehalten wird, so dass sie zwischen der Montageschicht und der ersten Elementseitenfläche in Dickenrichtung aufgespannt ist.A semiconductor device comprising: a substrate comprising a front surface facing in a thickness direction, a mounting layer that is electrically conductive and arranged on the front surface, a plurality of switching elements, each having a first element front surface facing in the same direction that the front surface faces along the thickness direction, a first element rear surface facing in a direction opposite to the first element front surface, and a first element side surface matching both the first Element front surface and the first element rear surface is connected, each switching element being electrically bonded to the mounting layer, the first element rear surface facing the front surface, a moisture resistant layer covering the first element side surface of at least one element, and a sealing resin that covers the switching elements and the moisture-resistant layer, wherein the moisture resistant layer is held in contact with the mounting layer and the first element side surface so that it is stretched between the mounting layer and the first element side surface in the thickness direction. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, wobei das Versiegelungsharz Silikongel umfasst.Semiconductor device after Claim 1 wherein the sealing resin comprises silicone gel. Halbleiterbauelement nach Anspruch 2, wobei die feuchtigkeitsbeständige Schicht Polyimid umfasst.Semiconductor device after Claim 2 wherein the moisture resistant layer comprises polyimide. Halbleiterbauelement nach Anspruch 3, wobei die feuchtigkeitsbeständige Schicht Silikongel umfasst.Semiconductor device after Claim 3 , wherein the moisture resistant layer comprises silicone gel. Halbleiterbauelement nach Anspruch 3 oder 4, wobei die Montageschicht eine Oberarm-Montageschicht und eine Unterarm-Montageschicht umfasst, die in einer ersten Richtung, die zur Dickenrichtung senkrecht ist, voneinander beanstandet sind, die Schaltelemente an die Oberarm-Montageschicht und die Unterarm-Montageschicht elektrisch gebondet sind, und auf der Oberarm-Montageschicht und der Unterarm-Montageschicht die Schaltelemente in einer zweiten Richtung, die zur Dickenrichtung und der ersten Richtung senkrecht ist, ausgerichtet sind.Semiconductor device after Claim 3 or 4 , wherein the mounting layer comprises an upper arm mounting layer and a forearm mounting layer which are spaced apart in a first direction which is perpendicular to the thickness direction, the switching elements are electrically bonded to the upper arm mounting layer and the forearm mounting layer, and on which Upper arm mounting layer and the forearm mounting layer, the switching elements are aligned in a second direction, which is perpendicular to the thickness direction and the first direction. Halbleiterbauelement nach Anspruch 5, wobei jedes der Schaltelemente eine Vorderflächenelektrode, die auf der ersten Elementvorderfläche bereitgestellt ist, und einen Isolationsfilm, der auf der ersten Elementvorderfläche bereitgestellt ist, umfasst, wobei der Isolationsfilm die Vorderflächenelektrode bei Betrachtung in Dickenrichtung umgibt, und die feuchtigkeitsbeständige Schicht mit der ersten Elementseitenfläche und dem Isolationsfilm in Kontakt gehalten wird und sich bei Betrachtung in Dickenrichtung über einen Rand des Isolationsfilms erstreckt.Semiconductor device after Claim 5 wherein each of the switching elements comprises a front surface electrode provided on the first element front surface and an insulation film provided on the first element front surface, the insulation film surrounding the front surface electrode when viewed in the thickness direction, and the moisture-resistant layer having the first element side surface and the insulation film is held in contact and extends over an edge of the insulation film when viewed in the thickness direction. Halbleiterbauelement nach Anspruch 6, wobei die feuchtigkeitsbeständige Schicht mit mindestens einem Teil der Vorderflächenelektrode in Kontakt gehalten wird.Semiconductor device after Claim 6 wherein the moisture resistant layer is held in contact with at least a part of the front surface electrode. Halbleiterbauelement nach Anspruch 7, ferner umfassend: eine elektrisch leitfähige Schicht, die auf der Vorderfläche angeordnet ist und in der ersten Richtung auf der anderen Seite der Unterarm-Montageschicht als die die Oberarm-Montageschicht angeordnet ist, und mehrere Drähte, von denen jeder mit der Vorderflächenelektrode und einer von der Unterarm-Montageschicht oder der elektrisch leitfähigen Schicht verbunden ist, wobei jeder der Drähte einen ersten Bondabschnitt umfasst, der mit der Vorderflächenelektrode in Kontakt gehalten wird, und die feuchtigkeitsbeständige Schicht mit zumindest einem Teil des ersten Bondabschnitts in Kontakt gehalten.Semiconductor device after Claim 7 , further comprising: an electrically conductive layer disposed on the front surface and disposed in the first direction on the other side of the forearm mounting layer than that of the upper arm mounting layer, and a plurality of wires, each with the front surface electrode and one of the forearm mounting layer or the electrically conductive layer, wherein each of the wires includes a first bond portion that is held in contact with the front surface electrode and the moisture resistant layer is held in contact with at least a portion of the first bond portion. Halbleiterbauelement nach Anspruch 8, wobei sich die Drähte in der ersten Richtung erstrecken. Semiconductor device after Claim 8 , the wires extending in the first direction. Halbleiterbauelement nach Anspruch 9, wobei jede der Vorderflächenelektroden ein Paar erste Pads, die in der zweiten Richtung voneinander beabstandet sind, und ein Paar zweite Pads, die in der zweiten Richtung voneinander beabstandet sind, umfasst, wobei die gepaarten zweiten Pads in der ersten Richtung auf der anderen Seite der gepaarten ersten Pads als die Unterarm-Montageschicht oder die elektrisch leitfähige Schicht angeordnet sind, in jedem der Schaltelemente die Drähte ein Paar Innendrähte, die die ersten Bondabschnitte aufweisen, die mit den ersten Pads in Kontakt gehalten werden, und ein Paar Außendrähte, die die ersten Bondabschnitte aufweisen, die sowohl mit den ersten Pads als auch den zweiten Pads in Kontakt gehalten werden, umfassen, und die gepaarten Außendrähte auf in der zweiten Richtung entgegengesetzten Seiten der gepaarten Innendrähte angeordnet sind.Semiconductor device after Claim 9 , wherein each of the front surface electrodes comprises a pair of first pads spaced apart in the second direction and a pair of second pads spaced apart in the second direction, the paired second pads in the first direction on the other side of the paired first pads as the forearm mounting layer or the electrically conductive layer, in each of the switching elements, the wires have a pair of inner wires that have the first bonding portions that are held in contact with the first pads and a pair of outer wires that are the first Have bond portions that are kept in contact with both the first pads and the second pads, and the paired outer wires are arranged on opposite sides in the second direction of the paired inner wires. Halbleiterbauelement nach Anspruch 10, wobei jeder der ersten Bondabschnitte der gepaarten Außendrähte einen ersten Verbindungsabschnitt, der mit dem ersten Pad in Kontakt gehalten wird, einen zweiten Verbindungsabschnitt, der mit dem zweiten Pad in Kontakt gehalten wird, und einen Verknüpfungsabschnitt, der in der ersten Richtung zwischen dem ersten Verbindungsabschnitt und dem zweiten Verbindungsabschnitt angeordnet ist, umfasst, und der Verknüpfungsabschnitt in einer selben Richtung hervorsteht, in die die erste Elementvorderfläche entlang der Dickenrichtung weist.Semiconductor device after Claim 10 , wherein each of the first bonding portions of the paired outer wires has a first connection portion that is held in contact with the first pad, a second connection portion that is held in contact with the second pad, and a connection portion that is in the first direction between the first connection portion and the second connection portion is disposed, and the link portion protrudes in a same direction that the first element front surface faces along the thickness direction. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 8 bis 11, das ferner Schutzelemente umfasst, die an die Oberarm-Montageschicht und die Unterarm-Montageschicht elektrisch gebondet sind und jeweils mit den Vorderflächenelektroden elektrisch verbunden sind, wobei jedes der Schutzelemente eine zweite Elementvorderfläche, die in eine selbe Richtung weist, in die die Vorderfläche entlang der Dickenrichtung weist, und eine Anodenelektrode, die auf der zweiten Elementvorderfläche bereitgestellt ist, umfasst, und mindestens einer der Drähte, die mit der Vorderflächenelektrode verbunden sind, mit der Anodenelektrode verbunden ist.Semiconductor component according to one of the Claims 8 to 11 , further comprising protective elements electrically bonded to the upper arm mounting layer and the forearm mounting layer and each electrically connected to the front surface electrodes, each of the protective elements having a second element front surface facing in the same direction in which the front surface is along the Thickness direction, and includes an anode electrode provided on the second element front surface, and at least one of the wires connected to the front surface electrode is connected to the anode electrode. Halbleiterbauelement nach Anspruch 12, wobei die feuchtigkeitsbeständige Schicht die Schutzelemente abdeckt.Semiconductor device after Claim 12 , with the moisture-resistant layer covering the protective elements. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 8 bis 13, wobei das Substrat ein erstes Substrat und ein zweites Substrat umfasst, die in der zweiten Richtung voneinander beabstandet sind, auf der Vorderfläche jedes von dem ersten Substrat und dem zweiten Substrat ein Abschnitt der Oberarm-Montageschicht, ein Abschnitt der Unterarm-Montageschicht und ein Abschnitt der elektrisch leitfähigen Schicht angeordnet ist, und das Halbleiterbauelement ferner einen ersten Versorgungsanschluss, der mit dem Abschnitt Oberarm-Montageschicht, der auf dem ersten Substrat angeordnet ist, elektrisch verbunden ist, einen zweiten Versorgungsanschluss, der mit dem Abschnitt der elektrisch leitfähigen Schicht, der auf dem ersten Substrat angeordnet ist, elektrisch verbunden ist, und einen Ausgangsanschluss, der mit dem Abschnitt der Unterarm-Montageschicht, der auf dem zweiten Substrat angeordnet ist, elektrisch verbunden ist, umfasst.Semiconductor component according to one of the Claims 8 to 13 wherein the substrate includes a first substrate and a second substrate spaced apart in the second direction on the front surface of each of the first substrate and the second substrate, a portion of the upper arm mounting layer, a portion of the forearm mounting layer, and a portion the electrically conductive layer, and the semiconductor device further comprises a first supply connection, which is electrically connected to the section upper arm mounting layer, which is arranged on the first substrate, a second supply connection, which is connected to the section of the electrically conductive layer is disposed on the first substrate, is electrically connected, and includes an output terminal that is electrically connected to the portion of the forearm mounting layer disposed on the second substrate. Halbleiterbauelement nach Anspruch 14, das ferner ein elektrisch leitfähiges Verbindungselement umfasst, das einen ersten Teil, einen zweiten Teil und einen dritten Teil umfasst und sich in der zweiten Richtung erstreckt, wobei der Abschnitt der Oberarm-Montageschicht, der auf dem ersten Substrat angeordnet ist, und der Abschnitt der Oberarm-Montageschicht, der auf dem zweiten Substrat angeordnet ist, über den ersten Teil miteinander elektrisch verbunden sind, der Abschnitt der Unterarm-Montageschicht, der auf dem ersten Substrat angeordnet ist, und der Abschnitt der Unterarm-Montageschicht, der auf dem zweiten Substrat angeordnet ist, über den zweiten Teil miteinander elektrisch verbunden sind, und der Abschnitt der elektrisch leitfähigen Schicht, der auf dem ersten Substrat angeordnet ist, und der Abschnitt der elektrisch leitfähigen Schicht, der auf dem zweiten Substrat angeordnet ist, über den dritten Teil miteinander elektrisch verbunden sind.Semiconductor device after Claim 14 , further comprising an electrically conductive connector comprising a first part, a second part and a third part and extending in the second direction, the portion of the upper arm mounting layer disposed on the first substrate and the portion of the Upper arm mounting layer disposed on the second substrate is electrically connected through the first portion, the portion of the forearm mounting layer disposed on the first substrate, and the portion of the forearm mounting layer disposed on the second substrate is electrically connected to one another via the second part, and the section of the electrically conductive layer which is arranged on the first substrate and the section of the electrically conductive layer which is arranged on the second substrate are electrically connected to one another via the third part are. Halbleiterbauelement nach Anspruch 15, wobei jedes von dem ersten Substrat und dem zweiten Substrat eine Rückfläche umfasst, die entlang der Dickenrichtung in eine entgegengesetzte Richtung weist als die Vorderfläche, und Halbleiterbauelement, das ferner eine Wärmesenke umfasst, die sowohl an die Rückfläche des ersten Substrats als auch die Rückfläche des zweiten Substrats gebondet ist.Semiconductor device after Claim 15 , each of the first substrate and the second substrate including a back surface facing in the opposite direction along the thickness direction than the front surface, and a semiconductor device further comprising a heat sink attached to both the back surface of the first substrate and the back surface of the second substrate is bonded. Halbleiterbauelement nach Anspruch 16, das ferner ein rahmenartiges Gehäuse umfasst, das bei Betrachtung in Dickenrichtung das Substrat umgibt, wobei der erste Versorgungsanschluss, der zweite Versorgungsanschluss, der Ausgangsanschluss und die Wärmesenke auf dem Gehäuse gestützt sind, und das Versiegelungsharz in einem Bereich beherbergt ist, der durch das Gehäuse und die Wärmesenke umgeben ist.Semiconductor device after Claim 16 , further comprising a frame-like housing that surrounds the substrate when viewed in the thickness direction, the first supply terminal, the second supply terminal, the output terminal and the heat sink being supported on the housing, and the sealing resin is housed in an area that is through the housing and the heat sink is surrounded.
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