DE112021006079T5 - Halbleiteranordnung - Google Patents

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semiconductor
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lead
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Hiroaki Matsubara
Taro Nishioka
Yoshizo OSUMI
Tomohira Kikuchi
Moe Yamaguchi
Ryohei Umeno
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Rohm Co Ltd
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Rohm Co Ltd
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Abstract

Ein Halbleiterbauelement mit einem ersten und einem zweiten Halbleiterelement sowie mit einer ersten und einen zweiten Schaltung mit unterschiedlichen Potentialen. Das zweite Halbleiterelement, das elektrisch mit dem ersten Halbleiterelement verbunden ist, leitet gegenseitige Signale zwischen der ersten und der zweiten Schaltung weiter, während es diese isoliert. Das Halbleiterbauelement weist ferner einen ersten Anschlussleiter, der elektrisch mit dem ersten Halbleiterelement verbunden ist, einen ersten Draht, der mit dem ersten und dem zweiten Halbleiterelement verbunden ist, und einen zweiten Draht, der mit dem ersten Halbleiterelement und dem ersten Anschlussleiter verbunden ist, auf. Der erste Draht weist ein erstes Metall auf. Der zweite Draht weist einen ersten Kern (Ader) auf, der ein zweites Metall aufweist, und eine erste Oberflächenschicht, die ein drittes Metall enthält und den ersten Kern bedeckt. Das zweite Metall hat eine kleinere Ordnungszahl als das erste Metall. Das dritte Metall hat eine höhere Bindungsstärke gegenüber dem ersten Anschlussleiter als das zweite Metall.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein Halbleiterbauelement. Insbesondere betrifft die vorliegende Offenbarung ein Halbleiterbauelement, bei dem die Signalübertragung über ein isolierendes Element zwischen einer Vielzahl von Halbleiterelementen erfolgt, die in einem einzigen Gehäuse montiert sind.
  • HINTERGRUND
  • Inverter (Wechselrichter) werden üblicherweise z. B. in Elektrofahrzeugen (einschließlich Hybridfahrzeugen) und Haushaltsgeräten eingesetzt. Ein solcher Inverter verwendet verschiedene Halbleiterbauelemente. Der Inverter weist beispielsweise ein Halbleiterbauelement zur Steuerung und Ansteuerung sowie ein Halbleiterbauelement zum Schalten (ein Schaltelement wie einen Bipolartransistor mit isoliertem Gate (IGBT) oder einen Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor (MOSFET)) auf. Das vorherige bzw. erstgenannte Halbleiterbauelement weist eine Steuerung („controller“) und einen Gate-Treiber auf. Ein Motorsteuergerät (ECU) bei dem Inverter gibt ein Steuersignal aus, das dann der Steuerung des Halbleiterbauelements zugeführt wird. Die Steuerung wandelt das Steuersignal in ein pulsweitenmoduliertes (PWM) Steuersignal um und überträgt das PWM-Steuersignal an den Gate-Treiber („gate driver“). Der Gate-Treiber veranlasst eine Vielzahl von (z. B. sechs) Schaltelementen zu einer Ansteuerung („drive“)zu einem gewünschten Zeitpunkt auf der Grundlage des PWM-Steuersignals. So wird aus dem Gleichstrom (DC) einer an Bord befindlichen Fahrzeugbatterie ein dreiphasiger Wechselstrom (AC) für den Motorantrieb erzeugt. Patentdokument 1 offenbart zum Beispiel ein Halbleiterbauelement (Treiberschaltung) für eine Motorantriebsvorrichtung.
  • In einem herkömmlichen Halbleiterbauelement, wie oben beschrieben, kann die für die Steuerung erforderliche Source-Spannung von der für den Gate-Treiber erforderlichen Source-Spannung abweichen. Wenn dies bei einem Halbleiterbauelement auftritt, in dem mehrere Halbleiterelemente in einem einzigen Gehäuse untergebracht sind, kommt es zu einem Unterschied in der angelegten Source-Spannung zwischen zwei leitenden Pfaden, d. h. einem leitenden Pfad zu der Steuerung und einem leitenden Pfad zu dem Gate-Treiber. Aus diesem Grund kann ein Isolierelement als ein Relais („relay“) zwischen diesen leitenden Pfaden vorgesehen sein. Ein Draht zur Verbindung mit dem Isolierelement führt jedoch zu einer erheblichen Abnahme der dielektrischen Durchschlagfestigkeit („Durchschlagfestigkeit“), wenn sich der Draht in der Nähe des Isolierelements befindet.
  • DOKUMENT ZUM STAND DER TECHNIK
  • Patentdokument
  • Patentdokument 1: JP-A-2014-30049
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Aufgabe, die durch die Erfindung gelöst werden soll
  • Unter Berücksichtigung der oben genannten Umstände ist es eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, ein Halbleiterbauelement bereitzustellen, das kostengünstig ist und gleichzeitig die erforderliche Durchschlagfestigkeit gewährleistet.
  • Mittel zur Lösung der Aufgabe
  • Gemäß der vorliegenden Offenbarung wird ein Halbleiterbauelement offenbart, aufweisend: ein erstes Halbleiterelement; eine erste Schaltung und eine zweite Schaltung, die voneinander verschiedene Potentiale haben; ein zweites Halbleiterelement, das elektrisch mit dem ersten Halbleiterelement verbunden ist, wobei das zweite Halbleiterelement ein gegenseitiges Signal zwischen der ersten Schaltung und der zweiten Schaltung weiterleitet und die erste Schaltung und die zweite Schaltung voneinander isoliert; einen ersten Anschlussleiter („terminal lead“), der elektrisch mit dem ersten Halbleiterelement verbunden ist; einen ersten Draht, der mit dem ersten Halbleiterelement und dem zweiten Halbleiterelement verbunden ist; und einen zweiten Draht, der mit dem ersten Halbleiterelement und dem ersten Anschlussleiter verbunden ist. Der erste Draht weist ein erstes Metall auf. Der zweite Draht weist einen ersten Kern (Ader) auf, der ein zweites Metall aufweist, und eine erste Oberflächenschicht, die ein drittes Metall enthält und den ersten Kern bedeckt. Die Ordnungszahl des zweiten Metalls ist kleiner als die Ordnungszahl des ersten Metalls. Das dritte Metall hat eine höhere Bindungsstärke (engl. bonding strength) gegenüber dem ersten Anschlussleiter als das zweite Metall.
  • Vorteile der Erfindung
  • Die oben beschriebene Konfiguration kann die Kosten des Halbleiterbauelements senken und gleichzeitig die erforderliche Durchschlagfestigkeit gewährleisten.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen deutlich.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine Draufsicht, die ein Halbleiterbauelement gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
    • 2 ist eine Draufsicht auf die in 1 dargestellte Ansicht durch ein Versiegelungsharz hindurch.
    • 3 ist eine Frontansicht des Halbleiterbauelements in 1.
    • 4 ist eine Ansicht von der linken Seite, die das Halbleiterbauelement in 1 zeigt.
    • 5 ist eine Ansicht von der rechten Seite des Halbleiterbauelements in 1.
    • 6 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie VI-VI in 2.
    • 7 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie VII-VII in 2.
    • 8 ist eine teilweise vergrößerte Querschnittsansicht von 6.
    • 9 ist eine teilweise vergrößerte Querschnittsansicht von 6.
    • 10 ist eine teilweise vergrößerte Querschnittsansicht von 6.
    • 11 ist eine teilweise vergrößerte Querschnittsansicht von 6.
    • 12 ist eine Draufsicht auf ein Halbleiterbauelement gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung durch ein Versiegelungsharz hindurch.
    • 13 ist eine teilweise vergrößerte Querschnittsansicht des Halbleiterbauelements in 12.
    • 14 ist eine teilweise vergrößerte Querschnittsansicht des Halbleiterbauelements in 12.
    • 15 ist eine Draufsicht auf ein Halbleiterbauelement gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung durch ein Versiegelungsharz hindurch.
    • 16 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie XVI-XVI in 15.
  • AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG
  • Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
  • Im Folgenden wird ein Halbleiterbauelement A1 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die 1 bis 11 beschrieben. Das Halbleiterbauelement A1 weist ein erstes Halbleiterelement 11, ein zweites Halbleiterelement 12, ein drittes Halbleiterelement 13, einen ersten Inselleiter 21, einen zweiten Inselleiter 22, eine Vielzahl von ersten Anschlussleitern 31, eine Vielzahl von zweiten Anschlussleitern 32 und ein Versiegelungsharz 50 auf. Darüber hinaus weist das Halbleiterbauelement A1 eine Vielzahl von ersten Drähten 41, eine Vielzahl von zweiten Drähten 42, eine Vielzahl von dritten Drähten 43, eine Vielzahl von vierten Drähten 44, eine Vielzahl von fünften Drähten 45 und eine Vielzahl von sechsten Drähten 46 auf. Das Halbleiterbauelement A1 wird auf einer Verdrahtungsplatine eines Wechselrichters, z. B. für ein Elektrofahrzeug (oder ein Hybridfahrzeug), oberflächenmontiert. Das Halbleiterbauelement A1 befindet sich in einem Small-Outline-Package-(SOP)-Gehäuse. Der Gehäusetyp des Halbleiterbauelements A1 ist jedoch nicht auf ein SOP beschränkt. In 2 ist das Versiegelungsharz 50 transparent dargestellt und durch eine imaginäre Linie (Zweipunkt-Kettenlinie) angedeutet.
  • In der Beschreibung des Halbleiterbauelements A1 wird die Dickenrichtung des ersten Halbleiterelements 11, des zweiten Halbleiterelements 12, des dritten Halbleiterelements 13, des ersten Inselleiters 21, des zweiten Inselleiters 22, der ersten Anschlussleiter 31 und der zweiten Anschlussleiter 32 als „Dickenrichtung z“ bezeichnet. Zwei Richtungen, die senkrecht zur Dickenrichtung z und senkrecht zueinander stehen, werden als „erste Richtung“ bzw. „zweite Richtung“ bezeichnet. In den Figuren ist die Richtung x ein Beispiel für die erste Richtung und die Richtung y ein Beispiel für die zweite Richtung, aber die vorliegende Offenbarung ist nicht darauf beschränkt.
  • Das erste Halbleiterelement 11, das zweite Halbleiterelement 12 und das dritte Halbleiterelement 13 bilden den funktionalen Kern des Halbleiterbauelements A1. Bei dem Halbleiterbauelement A1 ist jedes von dem ersten Halbleiterelement 11, dem zweiten Halbleiterelement 12 und dem dritten Halbleiterelement 13 ein einzelnes Element. In der ersten Richtung x liegt das dritte Halbleiterelement 13 dem ersten Halbleiterelement 11 in Bezug auf das zweite Halbleiterelement 12 gegenüber. In der Dickenrichtung z betrachtet haben das erste Halbleiterelement 11, das zweite Halbleiterelement 12 und das dritte Halbleiterelement 13 jeweils eine rechteckige Form, deren längere Seiten sich in der zweiten Richtung y erstrecken.
  • Das erste Halbleiterelement 11 ist die Steuerung/Controller (Steuerelement) eines Gate-Treibers zur Ansteuerung eines Schaltelements wie eines IGBT oder eines MOSFET. Das erste Halbleiterelement 11 hat eine Schaltung, die ein z.B. von einer ECU eingegebenes Steuersignal in ein PWM-Steuersignal umwandelt, eine Sende- bzw. Übertragungsschaltung, die das PWM-Steuersignal an das dritte Halbleiterelement 13 überträgt, und eine Empfangsschaltung, die ein elektrisches Signal von dem dritten Halbleiterelement 13 empfängt.
  • Das dritte Halbleiterelement 13 ist ein Gate-Treiber (Treiberelement) zur Ansteuerung des Schaltelements. Das dritte Halbleiterelement 13 hat eine Empfangsschaltung, die ein PWM-Steuersignal empfängt, eine Schaltung, die das Schaltelement auf der Grundlage des PWM-Steuersignals ansteuert, und eine Sendeschaltung, die ein elektrisches Signal an das erste Halbleiterelement 11 überträgt. Das elektrische Signal kann ein Ausgangssignal von einem Temperatursensor sein, der sich in der Nähe eines Motors befindet.
  • Das zweite Halbleiterelement 12 überträgt ein PWM-Steuersignal oder andere elektrische Signale in einem elektrisch isolierten Zustand. Bei dem Halbleiterbauelement A1 ist das zweite Halbleiterelement 12 vom induktiven Typ. Ein Beispiel für ein induktives zweites Halbleiterelement 12 ist ein Isoliertransformator. Der Isoliertransformator überträgt ein elektrisches Signal in einem elektrisch isolierten Zustand durch induktive Kopplung zweier Induktivitäten (Spulen). Das zweite Halbleiterelement 12 hat ein Siliziumsubstrat. Auf dem Substrat sind Induktoren (Induktivitäten) aus Kupfer (Cu) angebracht. Die Induktoren können aus einem Sendeinduktor (Sendedrossel) und einem Empfangsinduktor (Empfangsdrossel), die in der Dickenrichtung z gestapelt sind, gebildet sein. Zwischen dem Sendeinduktor und dem Empfangsinduktor befindet sich eine dielektrische Schicht, z. B. aus Siliziumdioxid (SiO2). Die dielektrische Schicht isoliert den Sendeinduktor von dem Empfangsinduktor elektrisch. Alternativ kann das zweite Halbleiterelement 12 auch kapazitiv sein. Ein Beispiel für ein kapazitives zweites Halbleiterelement 12 ist ein Kondensator. Alternativ kann das zweite Halbleiterelement 12 auch ein Optokoppler sein.
  • Bei dem Halbleiterbauelement A1 benötigt das dritte Halbleiterelement 13 eine höhere Source-Spannung als das erste Halbleiterelement 11. Dadurch entsteht eine hohe Potenzialdifferenz zwischen dem ersten Halbleiterelement 11 und dem dritten Halbleiterelement 13. Dementsprechend sind bei dem Halbleiterbauelement A1 eine erste Schaltung, die das erste Halbleiterelement 11 als Komponente enthält, und eine zweite Schaltung, die das dritte Halbleiterelement 13 als Komponente enthält, durch das zweite Halbleiterelement 12 voneinander isoliert. Die erste Schaltung weist neben dem ersten Halbleiterelement 11 auch den ersten Inselleiter 21, die ersten Anschlussleiter 31, die ersten Drähte 41, die zweiten Drähte 42 und die fünften Drähte 45 auf. Die zweite Schaltung weist neben dem dritten Halbleiterelement 13 auch den zweiten Inselleiter 22, die zweiten Anschlussleiter 32, die dritten Drähte 43, die vierten Drähte 44 und die sechsten Drähte 46 auf. Die erste Schaltung hat ein anderes Potenzial als die zweite Schaltung. Bei dem Halbleiterbauelement A1 hat die zweite Schaltung ein höheres Potenzial als die erste Schaltung. So leitet das zweite Halbleiterelement 12 ein gegenseitiges Signal zwischen der ersten und der zweiten Schaltung weiter. Im Falle eines Wechselrichters für ein Elektrofahrzeug beträgt die an die Masse des ersten Halbleiterelements 11 angelegte Spannung etwa 0 V, während die an die Masse des dritten Halbleiterelements 13 angelegte Spannung vorübergehend 600 V oder mehr erreicht.
  • Wie in den 2 und 5 dargestellt, weist das erste Halbleiterelement 11 eine Vielzahl von ersten Metallschichten 111 auf. Die ersten Metallschichten 111 befinden sich auf einer oberen Fläche des ersten Halbleiterelements 11 (d. h. auf einer Fläche, die in dieselbe Richtung weist wie eine erste Montagefläche 211A eines ersten Inselabschnitts 211 des unten beschriebenen ersten Inselleiters 21). Die Zusammensetzung der ersten Metallschichten 111 weist beispielsweise Aluminium (Al) auf (mit anderen Worten: jede der ersten Metallschichten 111 enthält Aluminium).
  • Wie in 8 gezeigt, hat das erste Halbleiterelement 11 außerdem einen Elementkörper 11A, eine Vielzahl von zweiten Metallschichten 112, eine Vielzahl von Durchkontaktierungen (Vias) 113, eine Vielzahl von Zwischenschichtisolierfilmen 114, ein Passivierungsfilm 115 und einen Oberflächenschutzfilm 116. Der Elementkörper 11A enthält ein Halbleitersubstrat und eine Halbleiterschicht. Die zweiten Metallschichten 112 überlappen in Dickenrichtung z gesehen mit einer der ersten Metallschichten 111 und sind innerhalb des ersten Halbleiterelements 11 in Dickenrichtung z nach innen angeordnet. Die Zusammensetzung der zweiten Metallschichten 112 kann z. B. Aluminium aufweisen. Jede der ersten Metallschichten 111 hat eine höhere Biegesteifigkeit als jede der zweiten Metallschichten 112. Der Unterschied in der Biegesteifigkeit ist darauf zurückzuführen, dass die Dicke t1 jeder der Metallschichten 111 größer ist als die Dicke t2 jeder der zweiten Metallschichten 112. Die Dicke t1 liegt im Bereich von 1,5 um bis 10 um, jeweils einschließlich. Die ersten Metallschichten 111 entsprechen den Elektroden des ersten Halbleiterelements 11. Die zweiten Metallschichten 112 entsprechen Umverteilungsschichten des ersten Halbleiterelements 11. Die Durchkontaktierungen 113 und die zweiten Metallschichten 112 bilden einen leitenden Pfad zwischen dem Elementkörper 11A und den ersten Metallschichten 111. Die Zwischenschichtisolierfilme 114 sind auf dem Elementkörper 11A gestapelt. Die zweiten Metallschichten 112 und die Durchkontaktierungen 113 sind mit den Zwischenschichtisolierfilmen 114 bedeckt. Die Zwischenschichtisolierfilme 114 können zum Beispiel aus Siliziumdioxid hergestellt sein. Der Passivierungsfilm 115 wird auf den Zwischenschichtisolierfilmen 114 gebildet und bedeckt einen Teil jeder der ersten Metallschichten 111. Der Passivierungsfilm 115 kann z. B. aus Siliziumdioxid und Siliziumnitrid (Si3N4) hergestellt sein. Der Oberflächenschutzfilm 116 wird auf dem Passivierungsfilm 115 gebildet. Die ersten Metallschichten 111 liegen von dem Oberflächenschutzfilm 116 frei (sind exponiert). Der Oberflächenschutzfilm 116 kann z. B. aus Polyimid sein.
  • Wie in 2 dargestellt, befindet sich das zweite Halbleiterelement 12 zwischen dem ersten Halbleiterelement 11 und dem dritten Halbleiterelement 13, und zwar in der ersten Richtung x. Eine Vielzahl von ersten Elektroden 121 und eine Vielzahl von zweiten Elektroden 122 sind auf einer oberen Fläche des zweiten Halbleiterelements 12 (d.h. einer Fläche, die in dieselbe Richtung wie die oben erwähnte erste Montagefläche 211A weist) vorgesehen. Jede der ersten Elektroden 121 und der zweiten Elektroden 122 ist elektrisch entweder mit dem Sendeinduktor oder dem Empfangsinduktor verbunden. Die ersten Elektroden 121 sind in der zweiten Richtung y ausgerichtet und befinden sich näher am ersten Halbleiterelement 11 als am dritten Halbleiterelement 13 in der ersten Richtung x. Die zweiten Elektroden 122 sind in der zweiten Richtung y ausgerichtet und befinden sich in der ersten Richtung x näher am dritten Halbleiterelement 13 als am ersten Halbleiterelement 11.
  • Wie in 2 gezeigt, weist das dritte Halbleiterelement 13 eine Vielzahl von dritten Metallschichten 131 auf. Die dritten Metallschichten 131 befinden sich auf einer oberen Fläche des dritten Halbleiterelements 13 (d. h. auf einer Fläche, die in dieselbe Richtung weist wie eine zweite Montagefläche 221A eines zweiten Inselabschnitts 221 des unten beschriebenen zweiten Inselleiters 22). Die Zusammensetzung der dritten Metallschichten 131 weist zum Beispiel Aluminium auf.
  • Wie in 10 gezeigt, hat das dritte Halbleiterelement 13 außerdem einen Elementkörper 13A, eine Vielzahl von vierten Metallschichten 132, eine Vielzahl von Durchkontaktierungen 133, eine Vielzahl von Zwischenschichtisolierfilmen 134, einen Passivierungsfilm 135 und einen Oberflächenschutzfilm 136. Der Elementkörper 13A enthält ein Halbleitersubstrat und eine Halbleiterschicht. Die vierten Metallschichten 132 überlappen in Dickenrichtung z gesehen mit einer der dritten Metallschichten 131 und sind innerhalb des dritten Halbleiterelements 13 in Dickenrichtung z nach innen angeordnet. Die Zusammensetzung der zweiten Metallschichten 134 kann z. B. Aluminium aufweisen. Jede der dritten Metallschichten 131 hat eine höhere Biegesteifigkeit als jede der vierten Metallschichten 132. Der Unterschied in der Biegesteifigkeit ist darauf zurückzuführen, dass die Dicke t3 jeder der dritten Metallschichten 131 größer ist als die Dicke t4 jeder der vierten Metallschichten 132. Die Dicke t3 liegt im Bereich von 1,5 um bis 10 um, jeweils einschließlich. Die dritten Metallschichten 131 entsprechen den Elektroden des dritten Halbleiterelements 13. Die vierten Metallschichten 132 entsprechen den Umverteilungsschichten des dritten Halbleiterelements 13. Die Durchkontaktierungen 133 und die vierten Metallschichten 132 bilden einen leitenden Pfad zwischen dem Elementkörper 13A und den dritten Metallschichten 131. Die Zwischenschichtisolierfilme 134 sind auf dem Elementkörper 13A gestapelt. Die vierten Metallschichten 132 und die Durchkontaktierungen 133 sind mit den Zwischenschichtisolierfilmen 134 bedeckt. Die Zwischenschichtisolierfilme 134 könne zum Beispiel aus Siliziumdioxid hergestellt sein. Der Passivierungsfilm 135 wird auf den Zwischenschichtisolierfilmen 134 gebildet und bedeckt einen Teil jeder der dritten Metallschichten 131. Der Passivierungsfilm 135 kann z. B. aus Siliziumdioxid und/oder Siliziumnitrid hergestellt sein. Der Oberflächenschutzfilm 136 wird auf dem Passivierungsfilm 135 gebildet. Die dritten Metallschichten 131 liegen von dem Oberflächenschutzfilm 136 frei (sind exponiert). Der Oberflächenschutzfilm 136 kann z. B. aus Polyimid sein.
  • Der erste Inselleiter („island leads“) 21, der zweite Inselleiter 22, der erste Anschlussleiter 31 und der zweite Anschlussleiter 32 sind leitende Elemente, die einen leitenden Pfad zwischen einer Verdrahtungsplatine, auf der das Halbleiterbauelement A1 montiert ist, und jedem des ersten Halbleiterelements 11, des zweiten Halbleiterelements 12 und des dritten Halbleiterelements 13 bilden. Diese Hauptkomponenten werden aus demselben Leiterrahmen (Leadframe) gebildet. Der Leiterrahmen enthält in seiner Zusammensetzung Kupfer.
  • Wie in den 1 und 2 gezeigt, sind der erste Inselleiter 21 und der zweite Inselleiter 22 in der ersten Richtung x voneinander beabstandet. Bei dem Halbleiterbauelement A1 sind das erste Halbleiterelement 11 und das zweite Halbleiterelement 12 auf dem ersten Inselleiter 21 und das dritte Halbleiterelement 13 auf dem zweiten Inselleiter 22 angebracht.
  • Wie in 2 dargestellt, hat der erste Inselleiter 21 einen ersten Inselabschnitt 211 und zwei erste Anschlussabschnitte 212. Wie in den 6 und 7 gezeigt, weist der erste Inselabschnitt 211 eine erste Montagefläche 211A auf, die in die Dickenrichtung z zeigt. Bei dem Halbleiterbauelement A1 sind das erste Halbleiterelement 11 und das zweite Halbleiterelement 12 auf der ersten Montagefläche 211A montiert. Das erste Halbleiterelement 11 und das zweite Halbleiterelement 12 sind über ein hier nicht dargestelltes leitendes Bondingelement (z. B. Lot oder Metallpaste) mit der ersten Montagefläche 211A gebondet. Der erste Inselabschnitt 211 ist mit dem Versiegelungsharz 50 bedeckt. Der erste Inselabschnitt 211 hat eine Dicke von z. B. 100 um bis 300 pm.
  • Wie in den 2 und 6 gezeigt, ist der erste Inselabschnitt 211 mit einer Vielzahl von Durchgangslöchern 213 versehen. Jedes der Durchgangslöcher 213 durchdringt den ersten Inselabschnitt 211 in der Dickenrichtung z und erstreckt sich entlang der zweiten Richtung y. In Dickenrichtung z gesehen befindet sich mindestens eines der Durchgangslöcher 213 zwischen dem ersten Halbleiterelement 11 und dem zweiten Halbleiterelement 12. Die Durchgangslöcher 213 sind in der zweiten Richtung y ausgerichtet.
  • Wie in 2 dargestellt, erstrecken sich die beiden ersten Anschlussabschnitte 212 von den jeweiligen Seiten des ersten Inselabschnitts 211 in die zweite Richtung y. Die beiden ersten Anschlussabschnitte 212 sind in der zweiten Richtung y voneinander entfernt. Mindestens einer der beiden ersten Anschlussabschnitte 212 ist über die fünften Drähte 45 elektrisch mit der Masse des ersten Halbleiterelements 11 verbunden. Jeder der beiden ersten Anschlussabschnitte 212 hat einen abgedeckten Abschnitt212A und einen freiliegenden Abschnitt 212B. Der abgedeckte Abschnitt 212A ist mit dem ersten Inselabschnitt 211 verbunden und von dem Versiegelungsharz 50 bedeckt. Der abgedeckte Abschnitt 212A hat eine Metallschicht 23 (siehe 13). Die Metallschicht 23 befindet sich auf einer Oberfläche des abgedeckten Abschnitts 212A auf einer ersten Seite der Dickenrichtung z (d. h. einer Seite der Dickenrichtung z, in die die erste Montagefläche 211A des ersten Inselabschnitts 211 weist). Die Metallschicht 23 ist in Kontakt mit dem Versiegelungsharz 50. Die Zusammensetzung der Metallschicht 23 kann Silber (Ag) aufweisen. Der freiliegende Abschnitt 212B ist mit dem abgedeckten Abschnitt 212A verbunden und liegt von dem Versiegelungsharz 50 frei. In der Dickenrichtung z gesehen erstreckt sich der freiliegende Abschnitt 212B in der ersten Richtung x. Wie in 3 dargestellt, ist der freiliegende Abschnitt 212B in der zweiten Richtung y gesehen knickflügelförmig („gull-wing shape“) gebogen. Die Oberfläche des freiliegenden Abschnitts 212B kann z. B. mit Zinn (Sn) beschichtet werden.
  • Wie in 2 dargestellt, hat die zweite Inselleiter 22 einen zweiten Inselabschnitt 221 und zwei zweite Anschlussabschnitte 222. Wie in 6 gezeigt, weist der zweite Inselabschnitt 221 eine zweite Montagefläche 221A auf, die in die Dickenrichtung z zeigt. Bei dem Halbleiterbauelement A1 ist das dritte Halbleiterelement 13 auf der zweiten Montagefläche 221A montiert. Das dritte Halbleiterelement 13 ist über ein nicht dargestelltes leitendes Bondingelement (z. B. Lot oder Metallpaste) mit der zweiten Montagefläche 221A gebondet. Der zweite Inselabschnitt 221 ist von dem Versiegelungsharz 50 bedeckt. Der zweite Inselabschnitt 221 hat eine Dicke von z. B. 100 um bis 300 µm.
  • Wie in 2 dargestellt, erstrecken sich die beiden zweiten Anschlussabschnitte 222 von den jeweiligen Seiten des zweiten Inselabschnitts 221 in die zweite Richtung y. Die beiden zweiten Anschlussabschnitte 222 sind in der zweiten Richtung y voneinander entfernt. Mindestens einer der beiden zweiten Anschlussabschnitte 222 ist über die sechsten Drähte 46 elektrisch mit der Masse des dritten Halbleiterelements 13 verbunden. Jeder der beiden zweiten Anschlussabschnitte 222 hat einen abgedeckten Abschnitt 222A und einen freiliegenden Abschnitt 222B. Der abgedeckte Abschnitt 222A ist mit dem zweiten Inselabschnitt 221 verbunden und von dem Versiegelungsharz 50 bedeckt. Der abgedeckte Abschnitt 222A hat eine Metallschicht 23 (siehe 14). Die Metallschicht 23 befindet sich auf einer Oberfläche des abgedeckten Abschnitts 222A auf einer ersten Seite der Dickenrichtung z (d. h. einer Seite der Dickenrichtung z, in die die erste Montagefläche 221A des zweiten Inselabschnitts 221 weist). Der freiliegende Abschnitt 222B ist mit dem abgedeckten Abschnitt 212A verbunden und liegt von dem Versiegelungsharz 50 frei. In der Dickenrichtung z gesehen erstreckt sich der freiliegende Abschnitt 222B in der ersten Richtung x. Wie in 3 dargestellt, ist der freiliegende Abschnitt 222B in der zweiten Richtung y gesehen knickflügelförmig gebogen. Die Oberfläche des freiliegenden Abschnitts 222B kann z. B. mit Zinn beschichtet sein.
  • Wie in den 1 und 2 gezeigt, sind die ersten Anschlussleiter 31 gegenüber dem zweiten Inselabschnitt 221 des zweiten Inselleiters 22 in Bezug auf den ersten Inselabschnitt 211 des ersten Inselleiters 21 in der ersten Richtung x angeordnet. Die ersten Anschlussleiter 31 sind in der zweiten Richtung y ausgerichtet. Mindestens einer der ersten Anschlussleiter 31 ist über die zweiten Drähte 42 mit dem ersten Halbleiterelement 11 elektrisch verbunden. Die ersten Anschlussleiter 31 weisen mehrere erste innere Leiter 31A und zwei erste äußere Leiter 31B auf. Die beiden ersten äußeren Leiter 31B flankieren die ersten inneren Leiter 31A in der zweiten Richtung y. Jede der beiden ersten äußeren Leiter 31B befindet sich zwischen einem der beiden ersten Anschlussabschnitte 212 des ersten Inselleiters 21 und dem ersten inneren Leiter 31A, der dem ersten Anschlussabschnitt 212 in der zweiten Richtung y am nächsten liegt.
  • Wie in den 2 und 6 gezeigt, hat jeder der ersten Anschlussleiter 31 einen abgedeckten Abschnitt 311 und einen freiliegenden Abschnitt 312. Der abgedeckte Abschnitt 311 ist mit dem Versiegelungsharz 50 bedeckt. Der abgedeckte Abschnitt 311 jedes der beiden ersten äußeren Leiter 31B ist größer dimensioniert als der abgedeckte Abschnitt 311 jedes der ersten inneren Leiter 31A in der ersten Richtung x. Wie in 9 dargestellt, weist der abgedeckte Abschnitt 311 eine Metallschicht 33 auf. Die Metallschicht 33 befindet sich auf dem abgedeckten Abschnitt 311 auf der ersten Seite der Dickenrichtung z (d. h. der Seite der Dickenrichtung z, in die die erste Montagefläche 211A des ersten Inselabschnitts 211 des ersten Inselleiters 21 weist). Die Metallschicht 33 ist mit dem Versiegelungsharz 50 in Kontakt. Die Zusammensetzung der Metallschicht 33 enthält Silber.
  • Wie in den 2 und 6 gezeigt, ist der freiliegende Abschnitt 312 mit dem abgedeckten Abschnitt 311 verbunden und liegt vom Versiegelungsharz 50 frei. In der Dickenrichtung z gesehen erstreckt sich der freiliegende Abschnitt 312 in der ersten Richtung x. Der freiliegende Abschnitt 312 ist in der zweiten Richtung y gesehen knickflügelförmig gebogen. Der freiliegende Abschnitt 312 hat die gleiche Form wie der freiliegende Abschnitt 212B jedes der beiden ersten Anschlussabschnitte 212 des ersten Inselleiters 21. Die Oberfläche des freiliegenden Abschnitts 312 kann z. B. mit Zinn beschichtet sein.
  • Wie in den 1 und 2 gezeigt, sind die zweiten Anschlussleiter 32 gegenüber den ersten Anschlussleitern 31 in Bezug auf den ersten Inselabschnitt 211 des ersten Inselleiters 21 in der ersten Richtung x angeordnet. Die zweiten Anschlussleiter 32 sind in der zweiten Richtung y ausgerichtet. Mindestens einer der zweiten Anschlussleiter 32 ist über die vierten Drähte 44 elektrisch mit dem dritten Halbleiterelement 13 verbunden. Die zweiten Anschlussleiter 32 weisen eine Vielzahl von zweiten inneren Leitern 32A und zwei zweite äußere Leiter 32B auf. Die beiden zweiten äußeren Leiter 32B flankieren die zweiten inneren Leiter 32A in der zweiten Richtung y. In der zweiten Richtung y befindet sich jeder der beiden zweiten Anschlussabschnitte 222 des zweiten Inselleiters 22 zwischen einem der beiden zweiten äußeren Leiter 32B und dem zweiten inneren Leiter 32A, der dem zweiten äußeren Leiter 32B am nächsten liegt.
  • Wie in den 2 und 6 gezeigt, hat jeder der zweiten Anschlussleiter 32 einen abgedeckten Abschnitt 321 und einen freiliegenden Abschnitt 322. Der abgedeckte Abschnitt 321 ist mit dem Versiegelungsharz 50 bedeckt. Der abgedeckte Abschnitt 321 jedes der beiden zweiten äußeren Leiter 32B ist in der ersten Richtung x größer als der abgedeckte Abschnitt 321 jedes der zweiten inneren Leiter 32A. Wie in 11 dargestellt, weist der abgedeckte Abschnitt 321 eine Metallschicht 33 auf. Die Metallschicht 33 befindet sich auf dem abgedeckten Abschnitt 321 auf der ersten Seite der Dickenrichtung z (d. h. der Seite der Dickenrichtung z, in die die zweite Montagefläche 221A des zweiten Inselabschnitts 221 des zweiten Inselleiters 22 weist). Die Metallschicht 33 ist mit dem Versiegelungsharz 50 in Kontakt.
  • Wie in den 2 und 6 gezeigt, ist der freiliegende Abschnitt 322 mit dem abgedeckten Abschnitt 321 verbunden und liegt vom Versiegelungsharz 50 frei. In Dickenrichtung z gesehen erstreckt sich der freiliegende Abschnitt 322 in die erste Richtung x. Wie in 3 dargestellt, ist der freiliegende Abschnitt 322 in der zweiten Richtung y gesehen knickflügelförmig gebogen. Der freiliegende Abschnitt 322 hat die gleiche Form wie der freiliegende Abschnitt 222B jedes der beiden zweiten Anschlussabschnitte 222 des zweiten Inselleiters 22. Die Oberfläche des freiliegenden Abschnitts 322 kann z. B. mit Zinn beschichtet sein.
  • Die ersten Drähte 41, die zweiten Drähte 42, die dritten Drähte 43, die vierten Drähte 44, die fünften Drähte 45 und die sechsten Drähte 46 sowie der erste Inselleiter 21, der zweite Inselleiter 22, die ersten Anschlussleiter 31 und die zweiten Anschlussleiter 32 bilden einen leitenden Pfad für das erste Halbleiterelement 11, das zweite Halbleiterelement 12 und das dritte Halbleiterelement 13, um vorbestimmte Funktionen auszuführen.
  • Wie in den 2 und 6 dargestellt, ist jeder der ersten Drähte 41 mit einer der ersten Elektroden 121 des zweiten Halbleiterelements 12 und einer der ersten Metallschichten 111 des ersten Halbleiterelements 11 verbunden. Dadurch sind das erste Halbleiterelement 11 und das zweite Halbleiterelement 12 elektrisch miteinander verbunden. Die ersten Drähte 41 sind in der zweiten Richtung y ausgerichtet. Jeder der ersten Drähte 41 weist ein erstes Metall auf. Das erste Metall kann Gold (Au) sein.
  • Wie in den 2 und 6 dargestellt, ist jeder der zweiten Drähte 42 mit einer der ersten Metallschichten 111 des ersten Halbleiterelements 11 und dem abgedeckten Abschnitt 311 eines der ersten Anschlussleiter 31 verbunden. Dadurch ist mindestens einer der ersten Anschlussleiter 31 elektrisch mit dem ersten Halbleiterelement 11 verbunden. Wie in den 8 und 9 gezeigt, enthält jeder der zweiten Drähte 42 einen ersten Kern (Ader) 42A und eine erste Oberflächenschicht 42B, die den ersten Kern 42A bedeckt. Der erste Kern 42A weist ein zweites Metall auf. Die Ordnungszahl des zweiten Metalls ist kleiner als die Ordnungszahl des oben beschriebenen ersten Metalls. Das zweite Metall kann Kupfer (Cu) sein. Die erste Oberflächenschicht 42B weist ein drittes Metall auf. Die erste Oberflächenschicht 42B ist in Kontakt mit der ersten Metallschicht 111 und der Metallschicht 33 des abgedeckten Abschnitts 311. Das dritte Metall hat eine höhere Bindungsstärke gegenüber den ersten Anschlussleitern 31 als das zweite Metall. Das dritte Metall kann Palladium (Pd) sein.
  • Wie in 9 dargestellt, hat jeder der zweiten Drähte 42 einen ersten Hauptabschnitt 421 und einen ersten Endabschnitt 422. Der erste Endabschnitt 422 befindet sich zwischen dem ersten Hauptabschnitt 421 und dem abgedeckten Abschnitt 311 des ersten Anschlussleiters 31. Der erste Endabschnitt 422 hat einen ersten verjüngten Abschnitt 422A. Der erste verjüngte Abschnitt 422A grenzt an den ersten Hauptabschnitt 421 an, und eine Abmessung d des ersten verjüngten Abschnitts 422A in der Dickenrichtung z nimmt mit dem Abstand vom ersten Hauptabschnitt 421 ab. Eine Bondingschnittstelle 311A zwischen dem abgedeckten Abschnitt 311 und dem zweiten Draht 42 erstreckt sich in Dickenrichtung z gesehen über den ersten Hauptabschnitt 421 und den ersten Endabschnitt 422. Der erste Endabschnitt 422 hat eine erste Spitze 422B. Die erste Spitze 422B ist mit dem ersten verjüngten Abschnitt 422A verbunden und ragt in der Dickenrichtung z aus dem ersten verjüngten Abschnitt 422A heraus.
  • Wie in den 2 und 6 dargestellt, ist jeder der dritten Drähte 43 mit einer der zweiten Elektroden 122 des zweiten Halbleiterelements 12 und einer der dritten Metallschichten 131 des dritten Halbleiterelements 13 verbunden. Dadurch sind das dritte Halbleiterelement 13 und das zweite Halbleiterelement 12 elektrisch miteinander verbunden. Die dritten Drähte 43 sind in der zweiten Richtung y ausgerichtet. Bei dem Halbleiterbauelement A1 überbrücken die dritten Drähte 43 den ersten Inselabschnitt 211 des ersten Inselleiters 21 und den zweiten Inselabschnitt 221 des zweiten Inselleiters 22. Jeder der dritten Drähte 43 weist ein viertes Metall auf. Das vierte Metall kann Gold sein.
  • Wie in den 2 und 6 dargestellt, ist jeder der vierten Drähte 44 mit einer der dritten Metallschichten 131 des dritten Halbleiterelements 13 und dem abgedeckten Abschnitt 321 eines der zweiten Anschlussleiter 32 verbunden. Dadurch ist mindestens einer der zweiten Anschlussleiter 32 elektrisch mit dem dritten Halbleiterelement 13 verbunden. Wie in den 10 und 11 gezeigt, enthält jeder der vierten Drähte 44 einen zweiten Kern 44A und eine zweite Oberflächenschicht 44B, die den zweiten Kern 44A bedeckt. Der zweite Kern 44A weist ein fünftes Metall auf. Die Ordnungszahl des fünften Metalls ist kleiner als die Ordnungszahl des oben beschriebenen vierten Metalls. Das fünfte Metall kann Kupfer sein. Die zweite Oberflächenschicht 44B weist ein sechstes Metall auf. Die zweite Oberflächenschicht 44B ist in Kontakt mit der dritten Metallschicht 131 und der Metallschicht 33 des abgedeckten Abschnitts 321. Das sechste Metall hat eine höhere Bindungsstärke gegenüber den zweiten Anschlussleitern 32 als das fünfte Metall. Das sechste Metall kann Palladium sein.
  • Wie in 11 dargestellt, hat jeder der vierten Drähte 44 einen zweiten Hauptabschnitt 441 und einen zweiten Endabschnitt 442. Der zweite Endabschnitt 442 befindet sich zwischen dem zweiten Hauptabschnitt 441 und dem abgedeckten Abschnitt 321 des zweiten Anschlussleiters 32. Der zweite Endabschnitt 442 hat einen zweiten verjüngten Abschnitt 442A. Der zweite verjüngte Abschnitt 442A grenzt an den zweiten Hauptabschnitt 441 an, und eine Abmessung d des zweiten verjüngten Abschnitts 442A in der Dickenrichtung z nimmt mit dem Abstand vom zweiten Hauptabschnitt 441 ab. Eine Bondingschnittstelle 321A zwischen dem abgedeckten Abschnitt 321 und dem vierten Draht 44 erstreckt sich in der Dickenrichtung z gesehen über den zweiten Hauptabschnitt 441 und den zweiten Endabschnitt 442. Der zweite Endabschnitt 442 hat eine zweite Spitze 442B. Die zweite Spitze 442B ist mit dem zweiten verjüngten Abschnitt 442A verbunden und ragt aus dem zweiten verjüngten Abschnitt 442A in Dickenrichtung z heraus.
  • Wie in 2 dargestellt, ist jeder der fünften Drähte 45 mit einer der ersten Metallschichten 111 des ersten Halbleiterelements 11 und dem abgedeckten Abschnitt 212A eines der beiden ersten Anschlussabschnitte 212 des ersten Inselleiters 21 verbunden. Dadurch ist mindestens einer der beiden ersten Anschlussabschnitte 212 elektrisch mit dem ersten Halbleiterelement 11 verbunden.
  • Wie in 2 dargestellt, ist jeder der sechsten Drähte 46 mit einer der dritten Metallschichten 131 des dritten Halbleiterelements 13 und dem abgedeckten Abschnitt 222A eines der beiden zweiten Anschlussabschnitte 222 des zweiten Inselleiters 22 verbunden. Dadurch ist mindestens einer der beiden zweiten Anschlussabschnitte 222 elektrisch mit dem dritten Halbleiterelement 13 verbunden.
  • Wie in 1 dargestellt, bedeckt das Versiegelungsharz 50 das erste Halbleiterelement 11, das zweite Halbleiterelement 12, das dritte Halbleiterelement 13 und jeweils einen Abschnitt des ersten Inselleiters 21, des zweiten Inselleiters 22, des ersten Anschlussleiters 31 und des zweiten Anschlussleiters 32. Außerdem bedeckt das Versiegelungsharz 50 die ersten Drähte 41, die zweiten Drähte 42, die dritten Drähte 43, die vierten Drähte 44, die fünften Drähte 45 und die sechsten Drähte 46. Das Versiegelungsharz 50 ist elektrisch isolierend. Das Versiegelungsharz 50 isoliert den ersten Inselleiter 21 und den zweiten Inselleiter 22 voneinander. Das Versiegelungsharz 50 kann aus einem Material sein, das z.B. ein schwarzes Epoxidharz aufweist. Ein Schwefelgehalt des Versiegelungsharzes 50 pro Masseneinheit ist nicht höher als 300 ug/g. In der Dickenrichtung z betrachtet hat das Versiegelungsharz 50 eine rechteckige Form.
  • Wie in den 3 bis 5 gezeigt, hat das Versiegelungsharz 50 eine obere Oberfläche 51, eine untere Oberfläche 52, ein Paar erster Seitenflächen 53 und ein Paar zweiter Seitenflächen 54.
  • Wie in den 3 bis 5 dargestellt, sind die obere Oberfläche 51 und die untere Oberfläche 52 in der Dickenrichtung z voneinander beabstandet. Die obere Oberfläche 51 und die untere Oberfläche 52 sind in der Dickenrichtung z voneinander abgewandt. Sowohl die obere Oberfläche 51 als auch die untere Oberfläche 52 sind flach (oder im Wesentlichen flach).
  • Wie in den 3 bis 5 dargestellt, sind die beiden ersten Seitenflächen 53 mit der oberen Oberfläche 51 und der unteren Oberfläche 52 verbunden und in der ersten Richtung x voneinander beabstandet. Die freiliegenden Abschnitte 212B der beiden ersten Anschlussabschnitte 212 des ersten Inselleiters 21 und die freiliegenden Abschnitte 312 der ersten Anschlussleiter 31 liegen von einer der beiden ersten Seitenflächen 53 aus frei, die sich auf einer ersten Seite („sense“) der ersten Richtung x befindet. Die freiliegenden Abschnitte 222B der beiden zweiten Anschlussabschnitte 222 des zweiten Inselleiters 22 und die freiliegenden Abschnitte 322 der zweiten Anschlussleiter 32 liegen von einer der beiden ersten Seitenflächen 53 aus frei, die sich auf einer zweiten Seite der ersten Richtung x befindet.
  • Wie in den 3 bis 5 dargestellt, weist jede der beiden ersten Seitenflächen 53 einen ersten oberen Abschnitt 531, einen ersten unteren Abschnitt 532 sowie einen ersten Zwischenabschnitt 533 auf. Das eine Ende des ersten oberen Abschnitts 531 in Dickenrichtung z ist mit der oberen Oberfläche 51 verbunden, das andere Ende in Dickenrichtung z mit dem ersten Zwischenabschnitt 533. Der erste obere Abschnitt 531 ist gegenüber der oberen Oberfläche 51 geneigt. Ein Ende des ersten unteren Abschnitts 532 in Dickenrichtung z ist mit der unteren Oberfläche 52 verbunden, und das andere Ende in Dickenrichtung z ist mit dem ersten Zwischenabschnitt 533 verbunden. Der erste untere Abschnitt 532 ist gegenüber der unteren Oberfläche 52 geneigt. Ein Ende des ersten Zwischenabschnitts 533 in Dickenrichtung z ist mit dem ersten oberen Abschnitt 531 verbunden, und sein anderes Ende in Dickenrichtung z ist mit dem ersten unteren Abschnitt 532 verbunden. Die in der Ebene liegenden Richtungen des ersten Zwischenabschnitts 533 sind die Dickenrichtung z und die zweite Richtung y. In Dickenrichtung z betrachtet befindet sich der erste Zwischenabschnitt 533 weiter außen als die obere Oberfläche 51 und die untere Oberfläche 52. Die freiliegenden Abschnitte 212B der beiden ersten Anschlussabschnitte 212 des ersten Inselleiters 21, die freiliegenden Abschnitte 222B der beiden zweiten Anschlussleiter 222 des zweiten Inselleiters 22, die freiliegenden Abschnitte 312 der ersten Anschlussleiter 31 und die freiliegenden Abschnitte 322 der zweiten Anschlussleiter 32 liegen von den ersten Zwischenabschnitten 533 des Paares der ersten Seitenflächen 53 aus frei.
  • Wie in den 3 bis 5 dargestellt, sind die beiden zweiten Seitenflächen 54 mit der oberen Oberfläche 51 und der unteren Oberfläche 52 verbunden und in der zweiten Richtung y voneinander beabstandet. Wie in 1 dargestellt, sind der erste Inselleiter 21, der zweite Inselleiter 22, die ersten Anschlussleiter 31 und die zweiten Anschlussleiter 32 von dem Paar zweiter Seitenflächen 54 entfernt angeordnet.
  • Wie in den 3 bis 5 dargestellt, weist jede der beiden zweiten Seitenflächen 54 einen zweiten oberen Abschnitt 541, einen zweiten unteren Abschnitt 542 und einen zweiten Zwischenabschnitt 543 auf. Ein Ende des zweiten oberen Abschnitts 541 ist in Dickenrichtung mit der oberen Oberfläche 51 verbunden, und sein anderes Ende ist in Dickenrichtung z mit dem zweiten Zwischenabschnitt 543 verbunden. Der zweite obere Abschnitt 541 ist gegenüber der oberen Oberfläche 51 geneigt. Ein Ende des zweiten unteren Abschnitts 542 in Dickenrichtung z ist mit der unteren Oberfläche 52 verbunden, das andere Ende in Dickenrichtung z ist mit dem zweiten Zwischenabschnitt 543 verbunden. Der zweite untere Abschnitt 542 ist gegenüber der unteren Oberfläche 52 geneigt. Ein Ende des zweiten Zwischenabschnitts 543 ist in Dickenrichtung z mit dem zweiten oberen Abschnitt 541 verbunden, und sein anderes Ende in Dickenrichtung z ist mit dem zweiten unteren Abschnitt 542 verbunden. Die in der Ebene liegenden Richtungen des zweiten Zwischenabschnitts 543 sind die Dickenrichtung z und die zweite Richtung y. In Dickenrichtung z betrachtet, befindet sich der zweite Zwischenabschnitt 543 weiter außen als die obere Oberfläche 51 und die untere Oberfläche 52.
  • Eine Motortreiberschaltung für einen Wechselrichter ist typischerweise mit einer Halbbrückenschaltung ausgebildet, die ein Low-Side-Schaltelement (Niedrigpotentialseite) und ein High-Side-Schaltelement (Hochpotentialseite) enthält. Bei der folgenden Beschreibung wird davon ausgegangen, dass es sich bei diesen Schaltelementen um MOSFETs handelt. Das Source-Bezugspotenzial des Low-Side-Schaltelements und das Bezugspotenzial des Gate-Treibers zur Ansteuerung des Low-Side-Schaltelements können beide auf Masse liegen. Andererseits entsprechen das Source-Bezugspotenzial des High-Side-Schaltelements und das Bezugspotenzial des Gate-Treibers zur Ansteuerung des High-Side-Schaltelements beide einem Potenzial an einem Ausgangsknoten der Halbbrückenschaltung. Da das Potenzial am Ausgangsknoten je nach Ansteuerung des High-Side-Schaltelements und des Low-Side-Schaltelements variiert, variiert auch das Referenzpotenzial des Gate-Treibers zur Ansteuerung des High-Side-Schaltelements. Wenn das High-Side-Schaltelement eingeschaltet ist, entspricht das Bezugspotenzial jener Spannung, die am Drain des High-Side-Schaltelements anliegt (z. B. 600 V oder höher). Bei dem Halbleiterbauelement A1 ist die Masse des ersten Halbleiterelements 11 von der Masse des dritten Halbleiterelements 13 beabstandet. Dementsprechend wird in dem Fall, in dem das Halbleiterbauelement A1 als Gate-Treiber zur Ansteuerung des High-Side-Schaltelements verwendet wird, eine Spannung, die der am Drain des High-Side-Schaltelements angelegten Spannung entspricht, vorübergehend an die Masse des dritten Halbleiterelements 13 angelegt.
  • Im Folgenden werden die Vorteile des Halbleiterbauelements A1 beschrieben.
  • Das Halbleiterbauelement A1 umfasst die ersten Drähte 41, die mit dem ersten Halbleiterelement 11 und dem zweiten Halbleiterelement 12 verbunden sind, und die zweiten Drähte 42, die mit dem ersten Halbleiterelement 11 und den ersten Anschlussleitungen 31 verbunden sind. Die ersten Drähte 41 weisen das erste Metall auf. Jeder der zweiten Drähte 42 hat einen ersten Kern 42A, der das zweite Metall aufweist, und eine erste Oberflächenschicht 42B, die das dritte Metall enthält und den ersten Kern 42A bedeckt. Die Ordnungszahl des zweiten Metalls ist kleiner als die Ordnungszahl des ersten Metalls. Wenn das Halbleiterbauelement A1 mit Röntgenstrahlen bestrahlt wird, übertragen die zweiten Drähte 42 die Röntgenstrahlen leichter als die ersten Drähte 41. Auf diese Weise lässt sich ein Röntgenbild der ersten Drähte 41 erstellen. Dementsprechend kann mit Hilfe der Röntgeninspektion überprüft werden, ob die Form und die Höhe jedes der ersten Drähte 41 dazu beitragen, die für das Halbleiterbauelement A1 erforderliche Durchschlagsfestigkeit zu gewährleisten. Außerdem hat das dritte Metall eine höhere Bindungsstärke gegenüber den ersten Anschlussleitungen 31 als das zweite Metall. Dadurch kann eine Verschlechterung des Bondingzustandes der zweiten Drähte 42 mit den ersten Anschlussleitern 31 (z. B. Rissbildung) vermieden und gleichzeitig die Kosten für die zweiten Drähte 42 gesenkt werden. Auf diese Weise können bei dem Halbleiterbauelement A1 die Kosten gesenkt und gleichzeitig die erforderliche Durchschlagfestigkeit gewährleistet werden.
  • Vorzugsweise ist das erste Metall Gold und das zweite Metall Kupfer. Auf diese Weise lassen sich Form und Höhe der ersten Drähte 41 genau einstellen, um die für das Halbleiterbauelement A1 erforderliche Durchschlagfestigkeit zu gewährleisten und die Kosten für die zweiten Drähte 42 effizient zu senken. Außerdem sollte das dritte Metall vorzugsweise Palladium sein. Dadurch vergrößert sich die Bonding-Fläche der ersten Oberflächenschichten 42B der zweiten Drähte 42 in Bezug auf die ersten Anschlussleiter 31, wodurch sich die Bindungsstärke der zweiten Drähte 42 an den ersten Anschlussleitern 31 verbessert.
  • Außerdem weist das Halbleiterbauelement A1 die dritten Drähte 43, die mit dem zweiten Halbleiterelement 12 und dem dritten Halbleiterelement 13 verbunden sind, und die vierten Drähte 44, die mit dem dritten Halbleiterelement 13 und den zweiten Anschlussleitern 32 verbunden sind, auf. Die dritten Drähte 43 weisen das vierte Metall auf. Jeder der vierten Drähte 44 weist einen zweiten Kern 44A auf, der das fünfte Metall aufweist, und eine zweite Oberflächenschicht 44B, die das sechste Metall enthält und den zweiten Kern 44A bedeckt. Die Ordnungszahl des fünften Metalls ist kleiner als die Ordnungszahl des vierten Metalls. Das sechste Metall hat eine höhere Bindungsstärke gegenüber den zweiten Anschlussleitern 32 als das fünfte Metall. Dementsprechend können die dritten Drähte 43 und die vierten Drähte 44 die gleichen Vorteile erzielen wie die oben beschriebenen ersten Drähte 41 und zweiten Drähte 42. Vorzugsweise ist hier das vierte Metall Gold und das fünfte Metall Kupfer. Außerdem sollte das sechste Metall vorzugsweise Palladium sein.
  • Jeder der zweiten Drähte 42 hat einen ersten Hauptabschnitt 421 und einen ersten Endabschnitt 422, der zwischen dem ersten Hauptabschnitt 421 und einem der ersten Anschlussleiter 31 liegt. Der erste Endabschnitt 422 weist einen ersten verjüngten Abschnitt 422A, der an den ersten Hauptabschnitt 421 angrenzt, und die Abmessung d (siehe 9) des ersten verjüngten Abschnitts 422A in der Dickenrichtung z nimmt mit dem Abstand vom ersten Hauptabschnitt 421 ab. Dies erleichtert die Übertragung der Zugspannung im ersten Endabschnitt 422, die durch das Bonding mit dem ersten Anschlussleiter 31 verursacht wird, und mindert so die Spannungskonzentration im ersten Endabschnitt 422. Darüber hinaus erstreckt sich, wie in 9 gezeigt, die Bondingschnittstelle 311A zwischen dem ersten Anschlussleiter 31 und dem zweiten Draht 42 über den ersten Hauptabschnitt 421 und den ersten Endabschnitt 422, und zwar in der Dickenrichtung z gesehen. Auf diese Weise wird das Bonding des zweiten Drahtes 42 mit dem ersten Anschlussleiter 31 zwischen dem ersten Endabschnitt 422 und dem ersten Hauptabschnitt 421 geteilt, wodurch die Spannungskonzentration effektiver gemildert wird.
  • Jeder der vierten Drähte 44 hat einen zweiten Hauptabschnitt 441 und einen zweiten Endabschnitt 442, der zwischen dem zweiten Hauptabschnitt 441 und einem der zweiten Anschlussleiter 32 liegt. Der zweite Endabschnitt 442 enthält einen zweiten verjüngten Abschnitt 442A, der an den zweiten Hauptabschnitt 441 angrenzt, und die Abmessung d (siehe 11) des zweiten verjüngten Abschnitts 442A in Dickenrichtung z nimmt mit dem Abstand vom zweiten Hauptabschnitt 441 ab. Darüber hinaus erstreckt sich, wie in 11 gezeigt, die Bondingschnittstelle 321A zwischen dem zweiten Anschlussleiter 32 und dem vierten Draht 44 über den zweiten Hauptabschnitt 441 und den zweiten Endabschnitt 442, und zwar in Dickenrichtung z gesehen. Dementsprechend kann die Bindung zwischen den zweiten Anschlussleitern 32 und den vierten Drähten 44 die gleichen Vorteile bieten wie die oben beschriebene Bindung zwischen den ersten Anschlussleitern 31 und den zweiten Drähten 42.
  • Das erste Halbleiterelement 11 weist die ersten Metallschichten 111 auf, die mit den zweiten Drähten 42 verbunden sind, und die zweiten Metallschichten 112, die die ersten Metallschichten 111 in Dickenrichtung z gesehen überlappen und in der Dickenrichtung z nach innen liegen. Jede der ersten Metallschichten 111 hat eine höhere Biegesteifigkeit als jede der zweiten Metallschichten 112. Dadurch wird verhindert, dass Risse in den ersten Metallschichten 111 aufgrund von Stößen entstehen, die von den zweiten Drähten 42 auf die ersten Metallschichten 111 übertragen werden, wenn die zweiten Drähte 42 mit den ersten Metallschichten 111 verbunden werden.
  • Das Halbleiterbauelement A1 weist ferner das Versiegelungsharz 50 auf, das das erste Halbleiterelement 11, das zweite Halbleiterelement 12, die ersten Drähte 41 und die zweiten Drähte 42 bedeckt. Ein Schwefelgehalt des Versiegelungsharzes 50 pro Masseneinheit ist nicht höher als 300 µg/g. Der erste Kern 42A jedes der zweiten Drähte 42, der das zweite Metall (Kupfer) aufweist, ist mit der ersten Oberflächenschicht 42B bedeckt, die das dritte Metall (Palladium) enthält; daher ist der erste Kern 42A relativ korrosionsbeständig. Darüber hinaus ist es möglich, die Korrosion des ersten Kerns 42A wirksamer zu unterdrücken, indem die Obergrenze des Schwefelgehalts des Versiegelungsharzes auf 50 pro Masseneinheit festgelegt wird.
  • Bei dem Halbleiterbauelement A1 liegt ein Abschnitt jedes der ersten Inselleiter 21, der zweiten Inselleiter 22, der ersten Anschlussleiter 31 und der zweiten Anschlussleiter 32 an einer der beiden ersten Seitenflächen 53 des Versiegelungsharzes 50 frei. In diesem Fall sind der erste Inselleiter 21, der zweite Inselleiter 22, die ersten Anschlussleiter 31 und die Metallschichten 33 von den beiden zweiten Seitenflächen 54 des Versiegelungsharzes 50 entfernt. Daher liegen bei dem Halbleiterbauelement A1 keine Metallteile, wie z. B. Inselträger, von dem Paar zweiter Seitenflächen 54 frei. Dadurch wird die Durchschlagfestigkeit des Halbleiterbauelements A1 verbessert.
  • Bei dem Halbleiterbauelement A1 ist der erste Inselabschnitt 211 des ersten Inselleiters 21, der flächenmäßig größer ist als der zweite Inselabschnitt 221 des zweiten Inselleiters 22, mit den Durchgangslöchern 213 ausgebildet. Dadurch kann eine unzureichende Füllung des Versiegelungsharzs 50 vermieden werden, wenn das Versiegelungsharz 50 während der Bildung des Versiegelungsharzes 50 in die Gußform injiziert wird. Dadurch können Hohlräume im Versiegelungsharz 50 wirksam unterdrückt werden. Dies trägt dazu bei, einer Abnahme der Durchschlagfestigkeit des Halbleiterbauelements A1 entgegenzuwirken.
  • Im Folgenden wird ein Halbleiterbauelement A2 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die 12 bis 14 beschrieben. In diesen Figuren sind Elemente, die mit den oben beschriebenen Elementen des Halbleiterbauelements A1 identisch oder ihnen ähnlich sind, mit denselben Bezugszeichen versehen, und Beschreibungen dieser Elemente werden weggelassen. In 12 ist das Versiegelungsharz 50 zum besseren Verständnis nur angedeutet und durch eine imaginäre Linie dargestellt.
  • Das Halbleiterbauelement A2 unterscheidet sich von dem Halbleiterbauelement A1 dadurch, dass es zusätzlich eine Vielzahl von Metallblöcken 47 aufweist.
  • Wie in den 12 und 13 dargestellt, sind die Metallblöcke 47 einzeln mit den fünften Drähten 45 gebondet. Jeder der fünften Drähte 45 enthält einen dritten Kern 45A und eine dritte Oberflächenschicht 45B. Der dritte Kern 45A weist das oben beschriebene zweite Metall (Kupfer) auf. Die dritte Oberflächenschicht 45B weist das oben beschriebene dritte Metall (Palladium) auf und bedeckt den dritten Kern 45A. Jeder der fünften Drähte 45 hat einen Verbindungsabschnitt 451. Jeder der Verbindungsabschnitte 451 ist mit dem abgedeckten Abschnitt 212A eines der beiden ersten Anschlussabschnitte 212 des ersten Inselleiters 21 verbunden. Der abgedeckte Abschnitt 212A enthält eine Metallschicht 23. Die Zusammensetzung der Metallschicht 23 enthält Silber. Der Verbindungsabschnitt 451 steht in Kontakt mit der Metallschicht 23.
  • Wie in 13 dargestellt, weist jeder der Metallblöcke 47 einen Kern 47A und eine Oberflächenschicht 47B auf. Der Kern 47A weist das oben beschriebene zweite Metall (Kupfer) auf. Die Oberflächenschicht 47B weist das oben beschriebene dritte Metall (Palladium) auf und bedeckt den Kern 47A. Die Metallblöcke 47 sind mit den Verbindungsabschnitten 451 der fünften Drähte 45 gebondet. Der Kern 47A und die Oberflächenschicht 47B jedes der Metallblöcke 47 stehen in Kontakt mit der dritten Oberflächenschicht 45B jedes der fünften Drähte 45.
  • Wie in den 12 und 14 dargestellt, sind die Metallblöcke 47 einzeln mit den sechsten Drähten 46 gebondet. Jeder der sechsten Drähte 46 enthält einen vierten Kern 46A und eine vierte Oberflächenschicht 46B. Der vierte Kern 46A enthält das oben beschriebene fünfte Metall (Kupfer). Die vierte Oberflächenschicht 46B weist das oben beschriebene sechste Metall (Palladium) auf und bedeckt den vierten Kern 46A. Jeder der sechsten Drähte 46 hat einen Verbindungsabschnitt 461. Jeder der Verbindungsabschnitte 461 ist mit dem abgedeckten Abschnitt 222A eines der beiden zweiten Anschlussabschnitte 222 des zweiten Inselleiters 22 verbunden. Der abgedeckte Abschnitt 222A enthält eine Metallschicht 23. Der Verbindungsabschnitt 461 steht in Kontakt mit der Metallschicht 23.
  • Wie in 14 dargestellt, sind die Metallblöcke 47 mit den Verbindungsabschnitten 461 der sechsten Drähte 46 gebondet. Der Kern 47A und die Oberflächenschicht 47B jedes der Metallblöcke 47 stehen in Kontakt mit der vierten Oberflächenschicht 46B jedes der sechsten Drähte 46.
  • Im Folgenden werden die Vorteile des Halbleiterbauelements A2 beschrieben.
  • Das Halbleiterbauelement A2 weist die ersten Drähte 41, die mit dem ersten Halbleiterelement 11 und dem zweiten Halbleiterelement 12 verbunden sind, und die zweiten Drähte 42, die mit dem ersten Halbleiterelement 11 und den ersten Anschlussleitern 31 verbunden sind, auf. Die ersten Drähte 41 weisen das erste Metall auf. Jeder der zweiten Drähte 42 hat einen ersten Kern 42A, der das zweite Metall aufweist, und eine erste Oberflächenschicht 42B, die das dritte Metall enthält und den ersten Kern 42A bedeckt. Die Ordnungszahl des zweiten Metalls ist kleiner als die Ordnungszahl des ersten Metalls. Das dritte Metall hat eine höhere Bindungsstärke gegenüber den ersten Anschlussleitern 31 als das zweite Metall. Auf diese Weise können bei dem Halbleiterbauelement A2 die Kosten reduziert und gleichzeitig die erforderliche Durchschlagfestigkeit gewährleistet werden. Darüber hinaus nimmt das Halbleiterbauelement A2 eine Konfiguration an, die mit der des Halbleiterbauelements A1 übereinstimmt, und erzielt dadurch ähnliche Vorteile wie das Halbleiterbauelement A1.
  • Das Halbleiterbauelement A2 weist die fünften Drähte 45, die mit dem ersten Halbleiterelement 11 und den ersten Anschlussabschnitten 212 des ersten Inselleiters 21 verbunden sind, auf. Das Halbleiterbauelement A2 enthält außerdem die Metallblöcke 47, die an die Verbindungsabschnitte 451 der fünften Drähte 45 gebondet sind, die mit den ersten Anschlussabschnitten 212 verbunden sind. Dadurch wird die Bindungsstärke der fünften Drähte 45 an den ersten Anschlussabschnitten 212 verbessert, wodurch Risse in den fünften Drähten 45 unterdrückt werden können. Dies trägt zur Unterdrückung der Differenz zwischen dem Potential der Masse des ersten Halbleiterelements 11 und dem Potential jedes der ersten Anschlussabschnitte 212 bei.
  • Das Halbleiterbauelement A2 weist die sechsten Drähte 46 auf, die mit dem dritten Halbleiterelement 13 und den zweiten Anschlussabschnitten 222 des zweiten Inselleiters 22 verbunden sind. Außerdem enthält das Halbleiterbauelement A2 die Metallblöcke 47, die an die Verbindungsabschnitte 461 der sechsten Drähte 46 gebondet sind, die mit den zweiten Verdrahtungsabschnitten 222 verbunden sind. Dadurch wird die Bindungsstärke der sechsten Drähte 46 an den zweiten Anschlussabschnitten 222 verbessert, wodurch Risse in den sechsten Drähten 46 unterdrückt werden können. Dies trägt zur Unterdrückung der Differenz zwischen dem Potential der Masse des dritten Halbleiterelements 13 und dem Potential jedes der zweiten Anschlussabschnitte 222 bei. Das Potenzial jedes der zweiten Anschlussabschnitte 222 ist gleich dem Potenzial der Elektrode des zu betreibenden Schaltelements in dem Halbleiterbauelement A1. Da sich das Potenzial jedes der zweiten Anschlussabschnitte 222 im Laufe der Zeit ändert, trägt die Unterdrückung der Differenz zwischen dem Potenzial der Masse des dritten Halbleiterelements 13 und dem Potenzial jedes der zweiten Anschlussabschnitte 222 zu einer stabilen Ansteuerung des Schaltelements bei.
  • Im Folgenden wird ein Halbleiterbauelement A3 gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die 15 und 16 beschrieben. In diesen Figuren sind Elemente, die mit den oben beschriebenen Elementen des Halbleiterbauelements A1 identisch oder ihnen ähnlich sind, mit denselben Bezugszeichen versehen, und Beschreibungen dieser Elemente werden weggelassen. In 15 ist das Versiegelungsharz 50 zum besseren Verständnis nur angedeutet und durch eine imaginäre Linie dargestellt.
  • Das Halbleiterbauelement A3 unterscheidet sich von dem Halbleiterbauelement A1 durch die Montageanordnung des zweiten Halbleiterelements 12.
  • Wie in den 15 und 16 dargestellt, ist das zweite Halbleiterelement 12 auf der zweiten Montagefläche 221A des zweiten Inselabschnitts 221 des zweiten Inselleiters 22 befestigt. Dementsprechend überbrücken die ersten Drähte 41 bei dem Halbleiterbauelement A3 den ersten Inselabschnitt 211 des ersten Inselleiters 21 und den zweiten Inselabschnitt 221 des zweiten Inselleiters 22. Auf diese Weise kann das zweite Halbleiterelement 12 auf dem zweiten Inselabschnitt 221 montiert werden, auch wenn der zweite Inselabschnitt 221 ein höheres Potential als der erste Inselabschnitt 211 hat.
  • Im Folgenden werden die Vorteile des Halbleiterbauelements A3 beschrieben.
  • Das Halbleiterbauelement A3 weist die ersten Drähte 41 auf, die mit dem ersten Halbleiterelement 11 und dem zweiten Halbleiterelement 12 verbunden sind, und die zweiten Drähte 42, die mit dem ersten Halbleiterelement 11 und den ersten Anschlussleitern 31 verbunden sind. Die ersten Drähte 41 weisen das erste Metall auf. Jeder der zweiten Drähte 42 hat einen ersten Kern 42A, der das zweite Metall aufweist, und eine erste Oberflächenschicht 42B, die das dritte Metall enthält und den ersten Kern 42A bedeckt. Die Ordnungszahl des zweiten Metalls ist kleiner als die Ordnungszahl des ersten Metalls. Das dritte Metall hat eine höhere Bindungsstärke gegenüber den ersten Anschlussleitern 31 als das zweite Metall. Auf diese Weise können auch bei dem Halbleiterbauelement A3 die Kosten gesenkt und gleichzeitig die erforderliche Durchschlagfestigkeit gewährleistet werden. Darüber hinaus nimmt das Halbleiterbauelement A3 eine Konfiguration an, die mit der des Halbleiterbauelements A1 übereinstimmt, und erzielt dadurch ähnliche Vorteile wie das Halbleiterbauelement A1.
  • Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die oben genannten Ausführungsformen beschränkt. An den spezifischen Konfigurationen der Elemente der vorliegenden Offenbarung können verschiedene Variationen vorgenommen werden.
  • Die vorliegende Offenbarung umfasst weitere Ausführungsformen, die in den folgenden Varianten bzw. Klauseln beschrieben werden.
  • Variante 1.
  • Halbleiterbauelement, aufweisend:
    • ein erstes Halbleiterelement;
    • eine erste Schaltung und einen zweite Schaltung, die unterschiedliche Potenziale aufweisen;
    • ein zweites Halbleiterelement, das elektrisch mit dem ersten Halbleiterelement verbunden ist, wobei das zweite Halbleiterelement ein gegen- bzw. wechselseitiges Signal zwischen der ersten Schaltung und der zweiten Schaltung weiterleitet und die erste Schaltung und die zweite Schaltung gegeneinander isoliert;
    • einen ersten Anschlussleiter, der elektrisch mit dem ersten Halbleiterelement verbunden ist;
    • einen ersten Draht, der mit dem ersten Halbleiterelement und dem zweiten Halbleiterelement verbunden ist; und
    • einen zweiten Draht, der mit dem ersten Halbleiterelement und dem ersten Anschlussleiter verbunden ist,
    • wobei der erste Draht ein erstes Metall aufweist,
    • wobei der zweite Draht einen ersten Kern, der ein zweites Metall aufweist, und eine erste Oberflächenschicht, die ein drittes Metall enthält und den ersten Kern bedeckt, aufweist,
    • wobei eine Ordnungszahl („atomic number“)des zweiten Metalls kleiner ist als eine Ordnungszahl des ersten Metalls, und
    • wobei das dritte Metall eine größere Bindungsstärke in Bezug auf den ersten Anschlussleiter als das zweite Metall hat.
  • Variante 2.
  • Halbleiterbauelement nach Variante 1, ferner aufweisend:
    • ein drittes Halbleiterelement, das elektrisch mit dem zweiten Halbleiterelement verbunden ist;
    • einen zweiten Anschlussleiter, der elektrisch mit dem dritten Halbleiterelement verbunden ist;
    • einen dritten Draht, der mit dem zweiten Halbleiterelement und dem dritten Halbleiterelement verbunden ist; und
    • einen vierten Draht, der mit dem dritten Halbleiterelement und dem zweiten Anschlussleiter verbunden ist,
    • wobei der dritte Draht ein viertes Metall aufweist,
    • wobei der vierte Draht einen zweiten Kern, der ein fünftes Metall aufweist, und eine zweite Oberflächenschicht, die ein sechstes Metall enthält und den zweiten Kern bedeckt, aufweist,
    • wobei eine Ordnungszahl des fünften Metalls kleiner ist als eine Ordnungszahl des vierten Metalls und
    • wobei das sechste Metall eine größere Bindungsstärke in Bezug auf den zweiten Anschlussleiter hat als das fünfte Metall.
  • Variante 3.
  • Halbleiterbauelement gemäß Variante 2, ferner aufweisend: einen ersten Inselleiter,
    wobei die erste Schaltung das erste Halbleiterelement enthält und die zweite Schaltung das dritte Halbleiterelement enthält,
    wobei der erste Inselleiter in der ersten Schaltung enthalten ist, und
    wobei das erste Halbleiterelement auf dem ersten Inselleiter angebracht („mounted“) ist.
  • Variante 4.
  • Halbleiterbauelement nach Variante 3, ferner aufweisend; einen zweiten Inselleiter, der von dem ersten Inselleiter entfernt angeordnet und in der zweiten Schaltung enthalten ist,
    wobei das dritte Halbleiterelement auf dem zweiten Inselleiter angebracht ist.
  • Variante 5.
  • Halbleiterbauelement nach Variante 4, wobei das zweite Halbleiterelement auf dem ersten Inselleiter angebracht ist.
  • Variante 6.
  • Halbleiterbauelement nach Variante 4, wobei das zweite Halbleiterelement auf dem zweiten Inselleiter angebracht ist.
  • Variante 7.
  • Halbleiterbauelement nach einer der Varianten 3 bis 6, wobei das dritte Halbleiterelement in einer ersten Richtung gegenüber dem ersten Halbleiterelement in Bezug auf das zweite Halbleiterelement angeordnet ist.
  • Variante 8.
  • Halbleiterbauelement nach einer der Varianten 3 bis 7, wobei die zweite Schaltung ein höheres Potential als die erste Schaltung aufweist.
  • Variante 9.
  • Halbleiterbauelement nach einer der Varianten 3 bis 8, ferner aufweisend: einen fünften Draht und einen Metallblock,
    wobei der erste Inselleiter einen ersten Inselabschnitt aufweist, auf dem das erste Halbleiterelement angebracht bzw. montiert ist, und einen ersten Anschlussabschnitt, der sich von dem ersten Inselabschnitt aus erstreckt,
    wobei der fünfte Draht ist mit dem ersten Halbleiterelement und dem ersten Anschlussabschnitt verbunden, und
    wobei der Metallblock mit einem Verbindungsabschnitt des fünften Drahtes gebondet ist, der mit dem ersten Anschlussabschnitt verbunden ist.
  • Variante 10.
  • Halbleiterbauelement nach einer der Varianten 2 bis 9, wobei das erste Metall und das vierte Metall Gold sind.
  • Variante 11.
  • Halbleiterbauelement nach einer der Varianten 2 bis 10, wobei das zweite Metall und das fünfte Metall Kupfer sind.
  • Variante 12.
  • Halbleiterbauelement nach einer der Varianten 2 bis 11, wobei das dritte Metall und das sechste Metall Palladium sind.
  • Variante 13.
  • Halbleiterbauelement nach einer der Varianten 2 bis 12,
    wobei der zweite Draht einen ersten Hauptabschnitt und einen ersten Endabschnitt aufweist, der zwischen dem ersten Hauptabschnitt und dem ersten Anschlussleiter angeordnet ist,
    wobei der erste Endabschnitt einen ersten verjüngten Abschnitt angrenzend an den ersten Hauptabschnitt aufweist, und eine Abmessung des ersten verjüngten Abschnitts in einer Dickenrichtung des ersten Anschlussleiters mit dem Abstand von dem ersten Hauptabschnitt abnimmt, und
    wobei eine Bondingschnittstelle zwischen dem ersten Anschlussleiter und dem zweiten Draht sich über den ersten Hauptabschnitt und den ersten Endabschnitt in Dickenrichtung des ersten Anschlussleiters gesehen erstreckt.
  • Variante 14.
  • Halbleiterbauelement nach einer der Varianten 2 bis 13,
    wobei der vierte Draht einen zweiten Hauptabschnitt und einen zweiten Endabschnitt aufweist, der zwischen dem zweiten Hauptabschnitt und dem zweiten Anschlussleiter angeordnet ist,
    wobei der zweite Endabschnitt einen zweiten verjüngten Abschnitt angrenzend an den zweiten Hauptabschnitt aufweist, und eine Abmessung des zweiten verjüngten Abschnitts in einer Dickenrichtung des zweiten Anschlussleiters mit dem Abstand von dem zweiten Hauptabschnitt abnimmt, und
    wobei eine Bondingschnittstelle zwischen dem zweiten Anschlussleiter und dem vierten Draht sich über den zweiten Hauptabschnitt und den zweiten Endabschnitt in Dickenrichtung des zweiten Anschlussleiters gesehen erstreckt.
  • Variante 15.
  • Halbleiterbauelement nach einer der Varianten 1 bis 14,
    wobei das erste Halbleiterelement eine erste Metallschicht aufweist, die mit dem zweiten Draht verbunden ist, und eine zweite Metallschicht, die mit der ersten Metallschicht in Dickenrichtung des ersten Halbleiterelements gesehen überlappt und in Dickenrichtung des ersten Halbleiterelements nach innen versetzt angeordnet ist, und
    wobei die erste Metallschicht eine höhere Biegesteifigkeit hat als die zweite Metallschicht.
  • Variante 16.
  • Halbleiterbauelement nach einer der Varianten 1 bis 15, ferner aufweisend: ein Versiegelungsharz, das das erste Halbleiterelement, das zweite Halbleiterelement, den ersten Draht und n zweiten Draht bedeckt,
    wobei der Schwefelgehalt des Versiegelungsharzes pro Masseneinheit nicht mehr als 300 µg/g beträgt.
  • Variante 17.
  • Halbleiterbauelement nach einer der Varianten 1 bis 16, wobei das zweite Halbleiterelement von einem induktiven Typ ist.
  • Bezugszeichenliste
    • A1, A2, A3
    Halbleiterbauelement
    11
    Erstes Halbleiterelement (Steuerung/Controller)
    11A
    Elementkörper
    111
    Erste Metallschicht
    112
    Zweite Metallschicht
    113
    Durchkontaktierung (Via)
    114
    Zwischenschichtisolierfilm
    115
    Passivierungsfilm
    116
    Oberflächenschutzfilm
    12
    Zweites Halbleiterelement
    121
    Erste Elektrode
    122
    Zweite Elektrode
    13
    Zweites Halbleiterelement (Gate-Treiber)
    131
    Dritte Metallschicht
    132
    Vierte Metallschicht
    133
    Durchkontaktierung (Via)
    134
    Zwischenschichtisolierfilm
    135
    Passivierungsfilm
    136
    Oberflächenschutzfilm
    21
    Erster Inselleiter
    211
    Erster Inselabschnitt
    211A
    Erste Montagefläche
    212
    Erster Anschlussabschnitt
    212A
    Abgedeckter Abschnitt
    212B
    Freiliegender Abschnitt
    213
    Durchgangsloch
    22
    Zweiter Inselleiter
    221
    Zweiter Inselabschnitt
    221A
    Zweite Montagefläche
    222
    Zweiter Anschlussabschnitt
    222A
    Abgedeckter Abschnitt
    222B
    Freiliegender Abschnitt
    23
    Metallschicht
    31
    Erster Anschlussleiter
    31A
    Erster innerer Leiter
    31B
    Erster äußerer Leiter
    311
    Abgedeckter Abschnitt
    311A
    Gebondete Schnittstelle
    312
    Freiliegender Abschnitt
    32
    Zweiter Anschlussleiter
    32A
    Zweiter innerer Leiter
    32B
    Zweiter äußerer Leiter
    321
    Abgedeckter Abschnitt
    321A
    Bondingschnittstelle
    322
    Freiliegender Abschnitt
    33
    Metallschicht
    41
    Erster Draht
    42
    Zweiter Draht
    42A
    Erster Kern
    42B
    Erste Oberflächenschicht
    421
    Erster Hauptabschnitt
    422
    Erster Endabschnitt
    422A
    Erster verjüngter Abschnitt
    422B
    Erste Spitze
    43
    Dritter Draht
    44
    Vierter Draht
    44A
    Zweiter Kern
    44B
    Zweite Oberflächenschicht
    441
    Zweiter Hauptabschnitt
    442
    Zweiter Endabschnitt
    442A
    Zweiter verjüngter Abschnitt
    442B
    Zweite Spitze
    45
    Fünfter Draht
    45A
    Dritter Kern
    45B
    Dritte Oberflächenschicht
    451
    Verbindungsabschnitt
    46
    Sechster Draht
    46A
    Vierter Kern
    46B
    Vierte Oberflächenschicht
    461
    Verbindungsabschnitt
    47
    Metallblock
    47A
    Kern
    47B
    Oberflächenschicht
    50
    Versiegelungsharz
    51
    Obere Oberfläche
    52
    Untere Oberfläche
    53
    Erste Seitenfläche
    531
    Erster oberer Abschnitt
    532
    Erster unterer Abschnitt
    533
    Erster Zwischenabschnitt
    54
    Zweite Seitenfläche
    541
    Zweiter oberer Abschnitt
    542
    Zweiter unterer Abschnitt
    543
    Zweiter Zwischenabschnitt
    d
    Abmessung (Dickenrichtung)
    t1, t2, t3, t4
    Dicke
    z
    Dickenrichtung
    x
    Erste Richtung
    y
    Zweite Richtung
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2014030049 A [0004]

Claims (17)

  1. Halbleiterbauelement, aufweisend: ein erstes Halbleiterelement; eine erste Schaltung und einen zweite Schaltung, die unterschiedliche Potenziale aufweisen; ein zweites Halbleiterelement, das elektrisch mit dem ersten Halbleiterelement verbunden ist, wobei das zweite Halbleiterelement ein gegenseitiges Signal zwischen der ersten Schaltung und der zweiten Schaltung weiterleitet und die erste Schaltung und die zweite Schaltung gegeneinander isoliert; einen ersten Anschlussleiter, der elektrisch mit dem ersten Halbleiterelement verbunden ist; einen ersten Draht, der mit dem ersten Halbleiterelement und dem zweiten Halbleiterelement verbunden ist; und einen zweiten Draht, der mit dem ersten Halbleiterelement und dem ersten Anschlussleiter verbunden ist, wobei der erste Draht ein erstes Metall aufweist, wobei der zweite Draht einen ersten Kern, der ein zweites Metall aufweist, und eine erste Oberflächenschicht, die ein drittes Metall enthält und den ersten Kern bedeckt, aufweist, wobei eine Ordnungszahl des zweiten Metalls kleiner ist als eine Ordnungszahl des ersten Metalls, und wobei das dritte Metall eine größere Bindungsstärke gegenüber dem ersten Anschlussleiter als das zweite Metall hat.
  2. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, ferner aufweisend: ein drittes Halbleiterelement, das elektrisch mit dem zweiten Halbleiterelement verbunden ist; einen zweiten Anschlussleiter, der elektrisch mit dem dritten Halbleiterelement verbunden ist; einen dritten Draht, der mit dem zweiten Halbleiterelement und dem dritten Halbleiterelement verbunden ist; und einen vierten Draht, der mit dem dritten Halbleiterelement und dem zweiten Anschlussleiter verbunden ist, wobei der dritte Draht ein viertes Metall aufweist, wobei der vierte Draht einen zweiten Kern, der ein fünftes Metall aufweist, und eine zweite Oberflächenschicht, die ein sechstes Metall enthält und den zweiten Kern bedeckt, aufweist, wobei eine Ordnungszahl des fünften Metalls kleiner ist als eine Ordnungszahl des vierten Metalls und wobei das sechste Metall eine größere Bindungsstärke in Bezug auf den zweiten Anschlussleiter hat als das fünfte Metall.
  3. Halbleiterbauelement nach Anspruch 2, ferner aufweisend einen ersten Inselleiter, wobei die erste Schaltung das erste Halbleiterelement enthält und die zweite Schaltung das dritte Halbleiterelement enthält, wobei der erste Inselleiter in der ersten Schaltung enthalten ist, und wobei das erste Halbleiterelement auf dem ersten Inselleiter angebracht ist.
  4. Halbleiterbauelement nach Anspruch 3, ferner aufweisend einen zweiten Inselleiter, der von dem ersten Inselleiter entfernt angeordnet und in der zweiten Schaltung enthalten ist, wobei das dritte Halbleiterelement auf dem zweiten Inselleiter angebracht ist.
  5. Halbleiterbauelement nach Anspruch 4, wobei das zweite Halbleiterelement auf dem ersten Inselleiter angebracht ist.
  6. Halbleiterbauelement nach Anspruch 4, wobei das zweite Halbleiterelement auf dem zweiten Inselleiter angebracht ist.
  7. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei das dritte Halbleiterelement in einer ersten Richtung gegenüber dem ersten Halbleiterelement in Bezug auf das zweite Halbleiterelement angeordnet ist.
  8. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 3 bis 7, wobei die zweite Schaltung ein höheres Potential als die erste Schaltung aufweist.
  9. Das Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 3 bis 8, ferner aufweisend einen fünften Draht und einen Metallblock, wobei der erste Inselleiter einen ersten Inselabschnitt aufweist, auf dem das erste Halbleiterelement angebracht ist, und einen ersten Anschlussabschnitt, der sich von dem ersten Inselabschnitt aus erstreckt, wobei der fünfte Draht ist mit dem ersten Halbleiterelement und dem ersten Anschlussabschnitt verbunden, und wobei der Metallblock mit einem Verbindungsabschnitt des fünften Drahtes gebondet ist, der mit dem ersten Anschlussabschnitt verbunden ist.
  10. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 2 bis 9, wobei das erste Metall und das vierte Metall Gold sind.
  11. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 2 bis 10, wobei das zweite Metall und das fünfte Metall Kupfer sind.
  12. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 2 bis 11, wobei das dritte Metall und das sechste Metall Palladium sind.
  13. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 2 bis 12, wobei der zweite Draht einen ersten Hauptabschnitt und einen ersten Endabschnitt aufweist, der zwischen dem ersten Hauptabschnitt und dem ersten Anschlussleiter angeordnet ist, wobei der erste Endabschnitt einen ersten verjüngten Abschnitt angrenzend an den ersten Hauptabschnitt aufweist, und eine Abmessung des ersten verjüngten Abschnitts in einer Dickenrichtung des ersten Anschlussleiters mit dem Abstand von dem ersten Hauptabschnitt abnimmt, und wobei eine Bondingschnittstelle zwischen dem ersten Anschlussleiter und dem zweiten Draht sich in Dickenrichtung des ersten Anschlussleiters gesehen über den ersten Hauptabschnitt und den ersten Endabschnitt erstreckt.
  14. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 2 bis 13, wobei der vierte Draht einen zweiten Hauptabschnitt und einen zweiten Endabschnitt aufweist, der zwischen dem zweiten Hauptabschnitt und dem zweiten Anschlussleiter angeordnet ist, wobei der zweite Endabschnitt einen zweiten verjüngten Abschnitt angrenzend an den zweiten Hauptabschnitt aufweist, und eine Abmessung des zweiten verjüngten Abschnitts in einer Dickenrichtung des zweiten Anschlussleiters mit dem Abstand von dem zweiten Hauptabschnitt abnimmt, und wobei eine Bondingschnittstelle zwischen dem zweiten Anschlussleiter und dem vierten Draht sich in Dickenrichtung des zweiten Anschlussleiters gesehen über den zweiten Hauptabschnitt und den zweiten Endabschnitt erstreckt.
  15. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei das erste Halbleiterelement eine erste Metallschicht aufweist, die mit dem zweiten Draht verbunden ist, und eine zweite Metallschicht, die mit der ersten Metallschicht in Dickenrichtung des ersten Halbleiterelements gesehen überlappt und in Dickenrichtung des ersten Halbleiterelements nach innen versetzt angeordnet ist, und wobei die erste Metallschicht eine höhere Biegesteifigkeit hat als die zweite Metallschicht.
  16. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 15, ferner aufweisend ein Versiegelungsharz, das das erste Halbleiterelement, das zweite Halbleiterelement, den ersten Draht und den zweiten Draht bedeckt, wobei der Schwefelgehalt des Versiegelungsharzes pro Masseneinheit nicht mehr als 300 µg/g beträgt.
  17. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei das zweite Halbleiterelement von einem induktiven Typ ist.
DE112021006079.1T 2020-12-18 2021-11-22 Halbleiteranordnung Pending DE112021006079T5 (de)

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JP2020209996 2020-12-18
JP2020-209996 2020-12-18
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