DE112022003413T5 - Halbleitervorrichtung - Google Patents

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semiconductor
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Isamu Nishimura
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Rohm Co Ltd
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Abstract

Halbleitervorrichtung, die aufweist: ein erstes Halbleiterelement; ein zweites Halbleiterelement; ein isolierendes Element, das eine erste Spule aufweist; eine zweite Spule, die magnetisch mit der ersten Spule gekoppelt ist; und ein Trägersubstrat, auf dem das erste Halbleiterelement und das zweite Halbleiterelement montiert sind. Das Trägersubstrat weist ein isolierendes Basiselement und eine auf dem Basiselement ausgebildete Substratverdrahtung auf. Die Substratverdrahtung weist ein erstes Verdrahtungselement auf, das elektrisch zwischen dem ersten Halbleiterelement und der ersten Spule eingefügt ist, und ein zweites Verdrahtungselement, das elektrisch zwischen dem zweiten Halbleiterelement und der zweiten Spule eingefügt ist. Die zweite Spule ist zwischen der ersten Spule und dem Basiselement angeordnet. Das isolierende Element wird von dem Trägersubstrat getragen.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Halbleitervorrichtung.
  • STAND DER TECHNIK
  • Einige Halbleitervorrichtungen werden verwendet, um ein Schaltelement, wie einen Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode (IGBT) oder einen Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor (MOSFET), zu steuern. Das Patentdokument 1 offenbart ein Beispiel für eine solche Halbleitervorrichtung (Schaltsteuerungsvorrichtung). Die in dem Patentdokument 1 beschriebene Schaltsteuerungsvorrichtung weist einen ersten Halbleiterchip, einen zweiten Halbleiterchip, einen dritten Halbleiterchip, eine erste Insel und eine zweite Insel auf. Der erste Halbleiterchip ist ein Steuerungschip mit einer darin integrierten Steuerung, wobei die Steuerung ein Schaltsteuerungssignal entsprechend einem Eingangssignal erzeugt. Der zweite Halbleiterchip ist ein Treiberchip mit einem darin integrierten Treiber, wobei der Treiber die Ansteuerung eines Schalters entsprechend dem Schaltersteuerungssignal steuert, das vom ersten Halbleiterchip über den dritten Halbleiterchip eingegeben wird. An den zweiten Halbleiterchip wird eine höhere Source-Spannung angelegt als an den ersten Halbleiterchip. Der dritte Halbleiterchip ist ein Transformatorchip mit einem darin integrierten Transformator, wobei der Transformator das Schaltsteuerungssignal usw. überträgt, während er den Gleichstrom zwischen dem ersten Halbleiterchip und dem zweiten Halbleiterchip isoliert. Der erste Halbleiterchip und der dritte Halbleiterchip sind auf der ersten Insel montiert, und der zweite Halbleiterchip ist auf der zweiten Insel montiert. In der im Patentdokument 1 beschriebenen Schaltsteuerungsvorrichtung sind die erste Insel und die zweite Insel voneinander beabstandet, um die Stromversorgungssysteme zu trennen, wobei die erste Insel als Niederspannungsinsel und die zweite Insel als Hochspannungsinsel dient.
  • DOKUMENT ZUM STAND DER TECHNIK
  • Patentdokument
  • Patentdokument 1: JP-A-2012-257421
  • KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • Durch die Erfindung zu lösendes Problem
  • In den letzten Jahren hat die Nachfrage nach einer Verkleinerung einer Halbleitervorrichtung in Anwendungen wie Elektrofahrzeugen zugenommen. Wenn jedoch die im Patentdokument 1 beschriebene Schaltsteuerungsvorrichtung verkleinert wird, kann der Trennungsabstand zwischen der ersten Insel und der zweiten Insel klein werden. In diesem Fall ist es schwierig, den Trennungsabstand zwischen der ersten Insel und der zweiten Insel ausreichend zu gewährleisten. Aus diesem Grund kann eine Verkleinerung der in dem Patentdokument 1 beschriebenen Schaltersteuerungsvorrichtung die Durchschlagsfestigkeit bzw. dielektrische Festigkeit verringern.
  • In Anbetracht der oben beschriebenen Umstände ist es eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine Halbleitervorrichtung bereitzustellen, die in der Lage ist, eine Verringerung der Durchschlagfestigkeit selbst dann zu unterdrücken, wenn die Halbleitervorrichtung verkleinert wird.
  • Mittel zur Lösung des Problems
  • Die vorliegende Offenbarung sieht eine Halbleitervorrichtung vor, die aufweist: ein erstes Halbleiterelement; ein zweites Halbleiterelement; ein isolierendes Element, das eine erste Spule aufweist; eine zweite Spule, die magnetisch mit der ersten Spule gekoppelt ist; und ein Trägersubstrat, auf dem das erste Halbleiterelement und das zweite Halbleiterelement montiert sind. Das Trägersubstrat weist ein isolierendes Basiselement und eine auf dem Basiselement ausgebildete Substratverdrahtung auf. Die Substratverdrahtung weist ein erstes Verdrahtungselement auf, das elektrisch zwischen dem ersten Halbleiterelement und der ersten Spule eingefügt ist, und ein zweites Verdrahtungselement, das elektrisch zwischen dem zweiten Halbleiterelement und der zweiten Spule eingefügt ist. Die zweite Spule ist zwischen der ersten Spule und dem Basiselement angeordnet, und das isolierende Element wird von dem Trägersubstrat getragen.
  • Vorteile der Erfindung
  • Die Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung kann eine Verringerung der Durchschlagfestigkeit selbst dann unterdrücken, wenn die Halbleitervorrichtung verkleinert wird.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
    • 1 ist eine Draufsicht, die eine Halbleitervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt.
    • 2 ist eine Draufsicht ähnlich wie 1, in der ein Dichtungsharz weggelassen ist.
    • 3 ist eine Draufsicht ähnlich wie 2, wobei ein erstes Halbleiterelement, ein zweites Halbleiterelement und ein isolierendes Element durch gedachte Linien angedeutet sind.
    • 4 ist eine Vorderansicht, die die Halbleitervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
    • 5 ist eine Ansicht von der linken Seite, die die Halbleitervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
    • 6 ist eine Ansicht von der rechten Seite, die die Halbleitervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
    • 7 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie VII-VII in 2.
    • 8 ist eine teilweise vergrößerte Querschnittsansicht, die einen Abschnitt (in der Nähe des ersten Halbleiterelements) von 7 zeigt.
    • 9 ist eine teilweise vergrößerte Querschnittsansicht, die einen Abschnitt (in der Nähe des zweiten Halbleiterelements) von 7 zeigt.
    • 10 ist eine teilweise vergrößerte Querschnittsansicht, die einen Abschnitt (in der Nähe des isolierenden Elements) von 7 zeigt.
    • 11 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie XI-XI in 2.
    • 12 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die ein Ausgestaltungsbeispiel des isolierenden Elements zeigt.
    • 13 ist eine Draufsicht auf eine Halbleitervorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform, bei der das Dichtungsharz weggelassen ist.
    • 14 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie XIV-XIV in 13.
    • 15 ist eine Draufsicht, die eine Halbleitervorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform zeigt, bei der das Dichtungsharz weggelassen ist.
    • 16 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie XVI-XVI in 15.
    • 17 ist eine Draufsicht, die eine Halbleitervorrichtung gemäß einer Variante der dritten Ausführungsform zeigt, bei der das Dichtungsharz weggelassen ist.
    • 18 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie XVIII-XVIII in 17.
    • 19 ist eine Querschnittsansicht, die die Halbleitervorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform zeigt.
    • 20 ist eine teilweise vergrößerte Querschnittsansicht, die einen Abschnitt (in der Nähe des isolierenden Elements) von 19 zeigt.
    • 21 ist eine Querschnittsansicht, die die Halbleitervorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform zeigt, und die dem Querschnitt in 11 entspricht.
    • 22 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, die einen Hauptteil der Halbleitervorrichtung gemäß einer Variante der vierten Ausführungsform zeigt.
    • 23 ist eine Querschnittsansicht, die eine Halbleitervorrichtung gemäß einer Variante zeigt und die dem Querschnitt in 7 entspricht.
    • 24 ist eine Querschnittsansicht, die eine Halbleitervorrichtung gemäß einer Variante zeigt und die dem Querschnitt in 7 entspricht.
    • 25 ist eine Querschnittsansicht, die einen Hauptteil eines isolierenden Elements gemäß einer Variante zeigt und die dem Querschnitt in 10 entspricht.
    • 26 ist eine Querschnittsansicht, die eine Halbleitervorrichtung gemäß einer Variante zeigt und die dem Querschnitt in 7 entspricht.
    • 27 ist eine Querschnittsansicht, die eine Halbleitervorrichtung gemäß einer Variante zeigt und die dem Querschnitt in 7 entspricht.
    • 28 ist eine Draufsicht, die ein Ausgestaltungsbeispiel eines isolierenden Elements (eine erste Spule und eine zweite Spule) gemäß einer Variante zeigt.
    • 29 ist eine Draufsicht, die ein Ausgestaltungsbeispiel eines isolierenden Elements (eine erste Spule und eine zweite Spule) gemäß einer Variante zeigt.
    • 30 ist eine Draufsicht, die ein Ausgestaltungsbeispiel für ein isolierendes Element (eine erste Spule und eine zweite Spule) gemäß einer Variante zeigt.
  • AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG
  • Im Folgenden werden die bevorzugten Ausführungsformen einer Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. In der nachstehend angegebenen Beschreibung werden gleiche oder ähnliche Elemente mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet, und ihre Beschreibungen werden weggelassen. In der vorliegenden Offenbarung werden die Begriffe „erstes“, „zweites“, „drittes“ usw. lediglich als Kennzeichnungen verwendet und sind nicht unbedingt dazu gedacht, die Elemente, auf die sich diese Begriffe beziehen, in Reihenfolgen anzugeben.
  • In der vorliegenden Offenbarung schließen die Ausdrücke „ein Objekt A ist in einem Objekt B ausgebildet“ und „ein Objekt A ist auf einem Objekt B ausgebildet“, sofern nicht anders angegeben, „ein Objekt A ist direkt in/auf einem Objekt B ausgebildet“ und „ein Objekt A ist in/auf einem Objekt B ausgebildet, wobei ein anderes Objekt zwischen dem Objekt A und dem Objekt B eingefügt ist“, ein. Ebenso schließen die Ausdrücke „ein Objekt A ist in einem Objekt B angeordnet“ und „ein Objekt A ist auf einem Objekt B angeordnet“, sofern nicht anders angegeben, „ein Objekt A ist direkt in/auf einem Objekt B angeordnet“ und „ein Objekt A ist in/auf einem Objekt B angeordnet, wobei ein anderes Objekt zwischen dem Objekt A und dem Objekt B angeordnet ist“, ein. Ebenso schließt der Ausdruck „ein Objekt A befindet sich auf einem Objekt B“, sofern nicht anders angegeben, „ein Objekt A befindet sich auf einem Objekt B in Kontakt mit dem Objekt B“ und „ein Objekt A befindet sich auf einem Objekt B, wobei ein anderes Objekt zwischen dem Objekt A und dem Objekt B eingefügt ist“, ein. Des Weiteren schließt der Ausdruck „ein Objekt A überlappt in einer bestimmten Richtung gesehen mit einem Objekt B“, sofern nicht anders angegeben, „ein Objekt A überlappt mit der Gesamtheit eines Objekts B“ und „ein Objekt A überlappt mit einem Abschnitt eines Objekts B“ ein.
  • Die 1 bis 12 zeigen eine Halbleitervorrichtung A1 gemäß einer ersten Ausführungsform. Die Halbleitervorrichtung A1 ist auf einer Leiterplatte eines Wechselrichters oberflächenmontierbar, beispielsweise in einem Elektrofahrzeug oder einem Hybridfahrzeug. Die Halbleitervorrichtung A1 weist ein erstes Halbleiterelement 1, ein zweites Halbleiterelement 2, ein isolierendes Element 3, ein Trägersubstrat 4, eine Mehrzahl von ersten externen Anschlüssen bzw. Terminals 51, eine Mehrzahl von zweiten externen Anschlüssen 52 und ein Dichtungsharz 6 auf. In der Halbleitervorrichtung A1 weist das isolierende Element 3 eine erste Spule L1 und eine zweite Spule L2 auf, die magnetisch bzw. induktiv miteinander gekoppelt sind.
  • Zum besseren Verständnis der Erläuterung wird die Dickenrichtung der Halbleitervorrichtung A1 als „Dickenrichtung z“ bezeichnet. In der vorliegenden Offenbarung bezieht sich der Begriff „Draufsicht“ auf die Ansicht in Dickenrichtung z. Eine Richtung, die senkrecht zur Dickenrichtung z verläuft, wird als „erste Richtung x“ bezeichnet. Die Richtung, die senkrecht zur Dickenrichtung z und zur ersten Richtung x verläuft, wird als „zweite Richtung y“ bezeichnet.
  • Das erste Halbleiterelement 1, das zweite Halbleiterelement 2 und das isolierende Element 3 bilden den funktionalen Kern der Halbleitervorrichtung A1. Wie in den 1 bis 4 und 7 bis 11 gezeigt, sind das erste Halbleiterelement 1, das zweite Halbleiterelement 2 und das isolierende Element 3 einzelne Elemente. Wie in den 1 bis 3 gezeigt, haben das erste Halbleiterelement 1, das zweite Halbleiterelement 2 und das isolierende Element 3 in der Draufsicht jeweils eine rechteckige, in der zweiten Richtung y gelängte bzw. längliche Form. Die Gestalt jedes dieser Elemente in Draufsicht ist jedoch nicht auf das gezeigte Beispiel beschränkt.
  • Das erste Halbleiterelement 1 ist ein Ansteuerungselement (z. B. ein Gate-Treiber) zum Ansteuern eines Schaltelements, wie eines IGBTs oder eines MOSFETs. Das erste Halbleiterelement 1 weist eine erste Funktionsschaltung auf. Die erste Funktionsschaltung weist beispielsweise eine Empfangsschaltung, die ein PWM-Steuersignal empfängt, eine Schaltung, die die Ansteuerung eines Schaltelements gemäß dem PWM-Signal steuert, eine Sendeschaltung, die über das isolierende Element 3 ein elektrisches Signal an das zweite Halbleiterelement 2 sendet, auf. Bei dem elektrischen Signal kann es sich um ein Ausgangssignal eines in der Nähe eines Motors angeordneten Temperatursensors handeln. Wie in den 1 bis 4, 7, 8 und 11 gezeigt, ist das erste Halbleiterelement 1 auf einem Trägersubstrat 4 montiert.
  • Das erste Halbleiterelement 1 hat eine erste Elementvorderseitenfläche 10a und eine erste Elementrückseitenfläche 10b. Die erste Elementvorderseitenfläche 10a und die erste Elementrückseitenfläche 10b sind in Dickenrichtung z voneinander beabstandet. Wie in 8 gezeigt, weist die erste Elementvorderseitenfläche 10a in Dickenrichtung z nach unten und ist dem Trägersubstrat 4 zugewandt. Die erste Elementrückseitenfläche 10b weist in Dickenrichtung z nach oben. Die erste Elementvorderseitenfläche 10a und die erste Elementrückseitenfläche 10b sind flach.
  • Wie in den 7, 8 und 11 gezeigt, weist das erste Halbleiterelement 1 ein erstes Substrat 11, eine erste Verdrahtungsschicht 12, eine erste Isolierschicht 13 und eine Mehrzahl von ersten Pads 14 auf.
  • Wie in 8 gezeigt, hat das erste Substrat 11 eine erste Funktionsfläche 11a, auf der die oben beschriebene erste Funktionsschaltung ausgebildet ist. Die erste Funktionsfläche 11a ist in der Dickenrichtung z nach unten gewandt. Das erste Substrat 11 kann ein Halbleitermaterial, wie Silizium (Si), Siliziumkarbid (SiC), Galliumarsenid (GaAs), Galliumnitrid (GaN) oder Indiumphosphid (InP) enthalten.
  • Wie in 8 gezeigt, ist die erste Verdrahtungsschicht 12 auf der ersten Funktionsfläche 11a ausgebildet. Die erste Verdrahtungsschicht 12 ist elektrisch mit der ersten Funktionsschaltung verbunden. In dem in den 7, 8 und 11 dargestellten Beispiel hat die erste Verdrahtungsschicht 12 eine zweischichtige Struktur. Stattdessen kann die erste Verdrahtungsschicht 12 auch drei oder mehr Schichten oder eine einschichtige Struktur haben. Das Einsatzmaterial der ersten Verdrahtungsschicht 12 ist beispielsweise Kupfer (Cu) oder eine Cu-Legierung.
  • Wie in 8 gezeigt, ist die erste Isolierschicht 13 auf die erste Funktionsfläche 11a aufgeschichtet. Wie in den 7, 8 und 11 gezeigt, bedeckt die erste Isolierschicht 13 die erste Verdrahtungsschicht 12. Die erste Isolierschicht 13 kann Glas als Einsatzmaterial enthalten, und das Glas enthält beispielsweise Siliziumdioxid (SiO2).
  • Wie in 8 gezeigt, sind die ersten Pads 14 auf der ersten Elementvorderseitenfläche 10a angeordnet. Die ersten Pads 14 sind jeweils über die erste Verdrahtungsschicht 12 elektrisch mit der ersten Funktionsschaltung verbunden. Das Einsatzmaterial der ersten Pads 14 ist beispielsweise Cu oder eine Cu-Legierung. Das Einsatzmaterial muss nicht unbedingt Cu oder eine Cu-Legierung sein, sondern kann auch Aluminium (Al) oder eine Al-Legierung sein. Wie in den 2, 7, 8 und 11 gezeigt, weisen die ersten Pads 14 eine Mehrzahl von Elektroden 141 und eine Mehrzahl von Elektroden 142 auf. Wie aus der nachstehend beschriebenen Ausgestaltung hervorgeht, sind die Elektroden 141 elektrisch mit einer ersten Spule L1 des isolierenden Elements 3 verbunden, und die Elektroden 142 sind elektrisch mit einer Mehrzahl von ersten externen Anschlüssen 51 verbunden. Wie in den 2, 7 und 11 gezeigt, befinden sich die Elektroden 141 in der ersten Richtung x näher am isolierenden Element 3 als die Elektroden 142.
  • Wie in 8 gezeigt, sind die erste Isolierschicht 13 und die ersten Pads 14 (die Elektroden 141 und 142) des ersten Halbleiterelements 1 von der ersten Elementvorderseitenfläche 10a freigelegt. In der Halbleitervorrichtung A1 ist die erste Elementvorderseitenfläche 10a in Dickenrichtung z nach unten gewandt. Dementsprechend sind die erste Isolierschicht 13 und die ersten Pads 14 von der unteren Oberfläche (der in Dickenrichtung z nach unten weisenden Oberfläche) des ersten Halbleiterelements 1 freigelegt. Die in Dickenrichtung z unten befindliche Oberfläche der ersten Isolierschicht 13 ist bündig mit den in Dickenrichtung z unten befindlichen Oberflächen der ersten Pads 14. Diese Flächen werden beispielsweise durch Hochglanzpolieren der ersten Elementvorderseitenfläche 10 miteinander bündig gemacht. Die erste Elementvorderseitenfläche 10a besteht aus der Oberfläche der ersten Isolierschicht 13, die in Dickenrichtung z unten angeordnet sind, und den Oberflächen der ersten Pads 14, die in Dickenrichtung z unten angeordnet sind. Die erste Elementrückseitenfläche 10b wird von der Oberfläche des ersten Substrats 11 gebildet, die in Dickenrichtung z oben angeordnet ist.
  • Das zweite Halbleiterelement 2 ist ein Steuerelement (z. B. die Steuerung eines Gate-Treibers) zum Steuern der Ansteuerung des oben beschriebenen Schaltelements. Das zweite Halbleiterelement 2 weist eine zweite Funktionsschaltung auf. Die zweite Funktionsschaltung weist beispielsweise eine Schaltung, die ein von der ECU oder dergleichen eingegebenes Steuersignal in ein PWM-Signal umwandelt, eine Sendeschaltung, die das PWM-Signal an das isolierende Element 3 sendet, und eine Empfangsschaltung, die über das isolierende Element 3 ein elektrisches Signal vom ersten Halbleiterelement 1 empfängt, auf. Wie in den 1 bis 4, 7, 9 und 11 gezeigt, ist das zweite Halbleiterelement 2 auf dem Trägersubstrat 4 montiert.
  • Das zweite Halbleiterelement 2 hat eine zweite Elementvorderseitenfläche 20a und eine zweite Elementrückseitenfläche 20b. Die zweite Elementvorderseitenfläche 20a und die zweite Elementrückseitenfläche 20b sind in der Dickenrichtung z voneinander beabstandet. Wie in 9 gezeigt, weist die zweite Elementvorderseitenfläche 20a in Dickenrichtung z nach unten und ist dem Trägersubstrat 4 zugewandt. Die zweite Elementrückseitenfläche 20b ist in Dickenrichtung z nach oben gewandt. Die zweite Elementvorderseitenfläche 20a und die zweite Elementrückseitenfläche 20b sind flach.
  • Wie in den 7, 9 und 11 gezeigt, weist das zweite Halbleiterelement 2 ein zweites Substrat 21, eine zweite Verdrahtungsschicht 22, eine zweite Isolierschicht 23 und eine Mehrzahl von zweiten Pads 24 auf.
  • Wie in 9 gezeigt, hat das zweite Substrat 21 eine zweite Funktionsfläche 21a, auf der die oben beschriebene zweite Funktionsschaltung ausgebildet ist. Die zweite Funktionsfläche 21a ist in Dickenrichtung z nach unten gewandt. Das zweite Substrat 21 kann ein Halbleitermaterial, wie Si, SiC, GaAs, GaN oder InP, enthalten.
  • Wie in 9 gezeigt, ist die zweite Verdrahtungsschicht 22 auf der zweiten Funktionsfläche 21a ausgebildet. Die zweite Verdrahtungsschicht 22 ist elektrisch mit der zweiten Funktionsschaltung verbunden. In dem in den 7, 9 und 11 dargestellten Beispiel hat die zweite Verdrahtungsschicht 22 eine zweischichtige Struktur. Stattdessen kann die zweite Verdrahtungsschicht 22 auch drei oder mehr Schichten oder eine einschichtige Struktur haben. Das Einsatzmaterial der zweiten Verdrahtungsschicht 22 ist beispielsweise Cu oder eine Cu-Legierung.
  • Wie in 9 gezeigt, ist die zweite Isolierschicht 23 auf die zweite Funktionsfläche 21a aufgeschichtet. Wie in den 7, 9 und 11 gezeigt, bedeckt die zweite Isolierschicht 23 die zweite Verdrahtungsschicht 22. Die zweite Isolierschicht 23 kann Glas als Einsatzmaterial enthalten, wobei das Glas z.B. SiO2 enthält.
  • Wie in 9 gezeigt, sind die zweiten Pads 24 auf der zweiten Elementvorderseitenfläche 20a vorgesehen. Die zweiten Pads 24 sind jeweils über die zweite Verdrahtungsschicht 22 elektrisch mit der zweiten Funktionsschaltung verbunden. Das Einsatzmaterial, aus dem die zweiten Pads 24 bestehen, ist beispielsweise Cu oder eine Cu-Legierung. Das Einsatzmaterial muss nicht unbedingt Cu oder eine Cu-Legierung sein, sondern kann auch Al oder eine Al-Legierung sein. Wie in den 2, 7, 9 und 11 gezeigt, weisen die zweiten Pads 24 eine Mehrzahl von Elektroden 241 und eine Mehrzahl von Elektroden 242 auf. Wie aus der nachstehend beschriebenen Ausgestaltung verständlich wird, sind die Elektroden 241 elektrisch mit einer zweiten Spule L2 des isolierenden Elements 3 verbunden, und die Elektroden 242 sind elektrisch mit einer Mehrzahl von zweiten externen Anschlüssen 52 verbunden. Wie in den 2, 7 und 11 gezeigt, befinden sich die Elektroden 241 in der ersten Richtung x näher am isolierenden Element 3 als die Elektroden 242.
  • Wie in 9 gezeigt, sind die zweite Isolierschicht 23 und die zweiten Pads 24 (die Elektroden 241 und 242) des zweiten Halbleiterelements 2 von der zweiten Elementvorderseitenfläche 20a freigelegt. In der Halbleitervorrichtung A1 ist die zweite Elementvorderseitenfläche 20a in Dickenrichtung z nach unten gewandt. Dementsprechend sind die zweite Isolierschicht 23 und die zweiten Pads 24 von der unteren Oberfläche (der in Dickenrichtung z nach unten weisenden Oberfläche) des zweiten Halbleiterelements 2 freigelegt. Die in Dickenrichtung z unten befindliche Oberfläche der zweiten Isolierschicht 23 ist bündig mit den in Dickenrichtung z unten befindlichen Oberflächen der zweiten Pads 24. Diese Oberflächen werden beispielsweise durch Hochglanzpolieren der zweiten Elementvorderseitenfläche 20a miteinander bündig gemacht. Die zweite Elementvorderseitenfläche 20a besteht aus der Oberfläche der zweiten Isolierschicht 23, die sich in Dickenrichtung z unten befindet, und den Oberflächen der zweiten Pads 24, die sich in Dickenrichtung z unten befinden. Die zweite Elementrückseitenfläche 20b wird von der Oberfläche des zweiten Substrats 21 gebildet, die sich in Dickenrichtung z oben befindet.
  • Das isolierende Element 3 ist ein Element zum Senden des PWM-Steuersignals und anderer elektrischer Signale in einem isolierten Zustand. Das isolierende Element 3 ist beispielsweise von der Art eines induktiv gekoppelten Typs. Ein Beispiel für ein induktiv gekoppeltes isolierendes Element ist ein Isolationstransformator. Das isolierende Element 3 in der Halbleitervorrichtung A1 sendet ein elektrisches Signal in einem isolierten Zustand durch induktive Kopplung zweier Induktoren (der ersten Spule L1 und der zweiten Spule L2). Wie in den 1 bis 4, 7, 10 und 11 gezeigt, ist das isolierende Element 3 auf dem Trägersubstrat 4 montiert. Dadurch wird das isolierende Element 3 von dem Trägersubstrat 4 getragen. Wie in den 1 bis 4, 7 und 11 gezeigt, befindet sich das isolierende Element 3 in der ersten Richtung x zwischen dem ersten Halbleiterelement 1 und dem zweiten Halbleiterelement 2.
  • In der Halbleitervorrichtung A1 benötigt das zweite Halbleiterelement 2 eine höhere Spannung als das erste Halbleiterelement 1. Im Falle eines Wechselrichters für ein Elektrofahrzeug oder ein Hybridfahrzeug beträgt die für das zweite Halbleiterelement 2 erforderliche Source-Spannung etwa 0 V bis 5 V, während die für das erste Halbleiterelement 1 erforderliche Spannung 600 V oder mehr beträgt. In diesem Beispiel entsteht eine erhebliche Potenzialdifferenz zwischen dem ersten Halbleiterelement 1 und dem zweiten Halbleiterelement 2, so dass eine erste Schaltung, die das erste Halbleiterelement 1 aufweist, und eine zweite Schaltung, die das zweite Halbleiterelement 2 aufweist, durch das isolierende Element 3 voneinander isoliert sind. Mit anderen Worten, das isolierende Element 3 isoliert die erste Schaltung, die das erste Halbleiterelement 1 mit einer relativ hohen Spannung aufweist, von der zweiten Schaltung, die das zweite Halbleiterelement 2 mit einer relativ niedrigen Spannung aufweist.
  • Wie in den 7, 10 und 11 gezeigt, hat das isolierende Element 3 eine dritte Elementvorderseitenfläche 30a und eine dritte Elementrückseitenfläche 30b. Die dritte Elementvorderseitenfläche 30a und die dritte Elementrückseitenfläche 30b sind in der Dickenrichtung z voneinander beabstandet. Wie in den 7, 10 und 11 gezeigt, ist die dritte Elementvorderseitenfläche 30a in Dickenrichtung z nach oben gewandt. Die dritte Elementrückseitenfläche 30b ist in Dickenrichtung z nach unten gewandt und ist dem Trägersubstrat 4 zugewandt. Die dritte Elementvorderseitenfläche 30a und die dritte Elementrückseitenfläche 30b sind flach.
  • Wie in den 7, 10 bis 12 gezeigt, weist das isolierende Element 3 eine dritte Isolierschicht 31, eine obere Verdrahtungsschicht 32, eine untere Verdrahtungsschicht 33, eine Mehrzahl von dritten Pads 34, eine Mehrzahl von vierten Pads 35 und eine Mehrzahl von Verbindungsdrähten 36 auf.
  • Die dritte Isolierschicht 31 kann Glas als Einsatzmaterial enthalten, wobei das Glas beispielsweise SiO2 enthält. Wie in den 10 und 12 gezeigt, weist die dritte Isolierschicht 31 einen Zwischenabschnitt 311, einen oberen Abdeckabschnitt 312 und einen unteren Abdeckabschnitt 313 auf. Wie in 10 gezeigt, ist der Zwischenabschnitt 311 in Dickenrichtung z zwischen der oberen Verdrahtungsschicht 32 und der unteren Verdrahtungsschicht 33 vorgesehen. Der obere Abdeckabschnitt 312 befindet sich in Dickenrichtung z auf dem Zwischenabschnitt 311 und bedeckt die obere Verdrahtungsschicht 32. Der untere Abdeckabschnitt 313 befindet sich in Dickenrichtung z unter dem Zwischenabschnitt 311 und bedeckt die untere Verdrahtungsschicht 33.
  • Wie in 10 gezeigt, ist die obere Verdrahtungsschicht 32 in Dickenrichtung z über dem Zwischenabschnitt 311 ausgebildet. Die obere Verdrahtungsschicht 32 weist die erste Spule L1 und eine Mehrzahl von Zuleitungsdrähten bzw. Anschlussdrähten („lead wires“) 321 auf.
  • Wie in den 10 und 12 gezeigt, ist die erste Spule L1 auf der dritten Elementvorderseitenfläche 30a vorgesehen. Wie in den 10 und 12 gezeigt, weist die erste Spule L1 eine Mehrzahl von Wicklungsabschnitten L11 auf. Im dargestellten Beispiel weist die erste Spule L1 vier Wicklungsabschnitte L11 auf. Die Anzahl der Wicklungsabschnitte L11 ist nicht auf vier beschränkt und kann gemäß den Spezifikationen der Halbleitervorrichtung A1 angemessen geändert werden. Die Wicklungsabschnitte L11 sind jeweils entlang einer Ebene (x-y-Ebene) gewickelt, die senkrecht zur Dickenrichtung z verläuft. Die Wicklungsabschnitte L11 sind jeweils spiralförmig gewickelt. In dem in 2 gezeigten Beispiel sind die Wicklungsabschnitte L11 in der Draufsicht jeweils ellipsenförmig gewickelt. Alternativ können die Wicklungsabschnitte L11 jeweils in Form eines Kreises oder eines Rechtecks gewickelt sein. Die Wicklungsabschnitte L11 sind in der zweiten Richtung y angeordnet bzw. aufgereiht.
  • Wie in 7 und 10 bis 12 gezeigt, hat jeder der Wicklungsabschnitte L11 ein inneres Ende L12 und ein äußeres Ende L13. Das innere Ende L12 ist das innen liegende Ende des Wicklungsabschnitts L11, und das äußere Ende L13 ist das außen liegende Ende des Wicklungsabschnitts L11. In der Draufsicht befindet sich das innere Ende L12 in der Mitte des Wicklungsabschnitts L11. Im dargestellten Beispiel überschneidet sich das innere Ende L12 in der Draufsicht mit der Wicklungsachse des Wicklungsabschnitts L11. Jeder Wicklungsabschnitt L11 erstreckt sich, ausgehend von dem inneren Ende L12, entlang einer vorgegebenen Bahn für den Wicklungsabschnitt L11 und erreicht das äußere Ende L13. Eines von dem inneren Ende L12 und dem äußeren Ende L13 ist ein Stromeingangsende des Wicklungsabschnitts L11, und das andere ist ein Stromausgangsende des Wicklungsabschnitts L11.
  • Die Zuleitungsdrähte 321 verbinden die Wicklungsabschnitte L11 in der oberen Verdrahtungsschicht 32 elektrisch miteinander und verbinden die Wicklungsabschnitte L11 elektrisch mit den Verbindungsdrähten 36. Wie in 7 und 10 bis 12 gezeigt, weisen die Zuleitungsdrähte 321 auf: einen, der mit den äußeren Enden L13 der beiden Wicklungsabschnitte L11 verbunden ist, die in einer Richtung der zweiten Richtung y angeordnet sind, und der mit einem der Verbindungsdrähte 36 verbunden ist; einen, der mit den äußeren Enden L13 der beiden Wicklungsabschnitte L11 verbunden ist, die in der anderen Richtung der zweiten Richtung y angeordnet sind, und der mit einem der Verbindungsdrähte 36 verbunden ist; und diejenigen, die mit den inneren Enden L12 der Wicklungsabschnitte L11 und den Verbindungsdrähten 36 verbunden sind. Wie in 12 gezeigt, befinden sich einige der Zuleitungsdrähte 321 in Dickenrichtung z unterhalb der ersten Spule L1 (der Wicklungsabschnitte L11) und zwischen der ersten Spule L1 (den Wicklungsabschnitten L11) und dem Zwischenabschnitt 311. Im Gegensatz zu dieser Ausgestaltung können sie jedoch auch in Dickenrichtung z oberhalb der Wicklungsabschnitte L11 angeordnet sein. In diesem Fall ist die erste Spule L1 nicht von der dritten Elementvorderseitenfläche 30a freigelegt und wird durch den oberen Abdeckabschnitt 312 abgedeckt.
  • Wie in 10 gezeigt, ist die untere Verdrahtungsschicht 33 in Dickenrichtung z unterhalb des Zwischenabschnitts 311 ausgebildet. Die untere Verdrahtungsschicht 33 weist die zweite Spule L2 und eine Mehrzahl von Zuleitungsdrähten 331 auf.
  • Wie in den 10 und 12 gezeigt, ist die zweite Spule L2 auf der dritten Elementrückseitenfläche 30b vorgesehen. Die zweite Spule L2 ist in Dickenrichtung z zwischen der ersten Spule L1 und dem Trägersubstrat 4 (einem weiter unten beschriebenen Basiselement 41) angeordnet. Wie in den 10 und 12 dargestellt, weist die zweite Spule L2 eine Mehrzahl von Wicklungsabschnitten L21 auf. Im dargestellten Beispiel ist die Anzahl der Wicklungsabschnitte L21 gleich der Anzahl der Wicklungsabschnitte L11, nämlich vier. Die Anzahl der Wicklungsabschnitte L21 ist nicht auf vier beschränkt und kann gemäß den Spezifikationen der Halbleitervorrichtung A1 angemessen geändert werden. Die Wicklungsabschnitte L21 sind jeweils entlang einer Ebene (x-y-Ebene) gewickelt, die senkrecht zur Dickenrichtung z verläuft. Die Wicklungsabschnitte L21 sind jeweils spiralförmig gewickelt. In der Draufsicht sind die Wicklungsabschnitte L21 jeweils ellipsenförmig gewickelt. Alternativ können die Wicklungsabschnitte L21 jeweils in Form eines Kreises oder eines Rechtecks gewickelt sein. Wie in den 2, 7 und 10 dargestellt, überlappen sich die Wicklungsabschnitte L21 in der Draufsicht mit den Wicklungsabschnitten L11. Die Wicklungsabschnitte L21 sind mit den jeweiligen Wicklungsabschnitten L11 magnetisch gekoppelt. Folglich sind die erste Spule L1 und die zweite Spule L2 magnetisch miteinander gekoppelt.
  • Wie in 7 und den 10 bis 12 gezeigt, haben die Wicklungsabschnitte L21 jeweils ein inneres Ende L22 und ein äußeres Ende L23. Das innere Ende L22 ist das innen liegende Ende des Wicklungsabschnitts L21, und das äußere Ende L23 ist das außen liegende Ende des Wicklungsabschnitts L21. In der Draufsicht befindet sich das innere Ende L22 in der Mitte des Wicklungsabschnitts L21. Im dargestellten Beispiel überlappt sich das innere Ende L22 in der Draufsicht mit der Wicklungsachse des Wicklungsabschnitts L21. Jeder Wicklungsabschnitt L21 erstreckt sich, ausgehend vom inneren Ende L22, entlang einer vorgegebenen Bahn für den Wicklungsabschnitt L21 und erreicht das äußere Ende L23. Eines des inneren Endes L22 und des äußeren Endes L23 ist ein Stromeingangsende des Wicklungsabschnitts L21, und das andere ist ein Stromausgangsende des Wicklungsabschnitts L21.
  • Die Zuleitungsdrähte 331 verbinden die Wicklungsabschnitte L21 in der unteren Verdrahtungsschicht 33 elektrisch miteinander und verbinden die Wicklungsabschnitte L21 elektrisch mit den vierten Pads 35. Wie in 7 und 10 bis 12 gezeigt, weisen die Zuleitungsdrähte 331 auf: einen, der mit den äußeren Enden L23 der beiden Wicklungsabschnitte L21 verbunden ist, die in einer Richtung der zweiten Richtung y angeordnet sind, und der mit einem der vierten Pads 35 verbunden ist; einen, der mit den äußeren Enden L23 der beiden Wicklungsabschnitte L21 verbunden ist, die in der anderen Richtung der zweiten Richtung y angeordnet sind, und der mit einem der vierten Pads 35 verbunden ist; und diejenigen, die mit den inneren Enden L22 der Wicklungsabschnitte L21 und den vierten Pads 35 verbunden sind. Wie in 12 gezeigt, befinden sich einige der Zuleitungen 331 in der Dickenrichtung z oberhalb der zweiten Spule L2 (der Wicklungsabschnitte L21) und zwischen der zweiten Spule L2 (den Wicklungsabschnitten L21) und dem Zwischenabschnitt 311. Im Gegensatz zu dieser Ausgestaltung können sie jedoch auch unterhalb der Wicklungsabschnitte L21 in Dickenrichtung z angeordnet sein. In diesem Fall ist die zweite Spule L2 nicht von der dritten Elementrückseitenfläche 30b freigelegt und durch den unteren Abdeckabschnitt 313 abgedeckt.
  • Wie in 7 und 10 bis 12 gezeigt, sind die dritten Pads 34 auf der dritten Elementrückseitenfläche 30b vorgesehen. Das Einsatzmaterial der dritten Pads 34 ist zum Beispiel Cu oder eine Cu-Legierung. Das Einsatzmaterial muss nicht unbedingt Cu oder eine Cu-Legierung sein, sondern kann auch Al oder eine Al-Legierung sein. Die dritten Pads 34 sind über die Verbindungsdrähte 36 elektrisch mit der oberen Verdrahtungsschicht 32 verbunden. Wie in 2 gezeigt, sind die dritten Pads 34 in der ersten Richtung x näher an dem ersten Halbleiterelement 1 angeordnet als die erste Spule L1 und die zweite Spule L2.
  • Wie in 7 und den 10 bis 12 gezeigt, sind die vierten Pads 35 auf der dritten Elementrückseitenfläche 30b vorgesehen. Das Einsatzmaterial der vierten Pads 35 ist zum Beispiel Cu oder eine Cu-Legierung. Das Einsatzmaterial muss nicht unbedingt Cu oder eine Cu-Legierung sein, sondern kann auch Al oder eine Al-Legierung sein. Die vierten Pads 35 sind jeweils elektrisch mit der unteren Verdrahtungsschicht 33 verbunden. Wie in 2 gezeigt, sind die vierten Pads 35 in der ersten Richtung x näher am zweiten Halbleiterelement 2 angeordnet als die erste Spule L1 und die zweite Spule L2.
  • Die Verbindungsdrähte 36 verbinden die Zuleitungsdrähte 321 der oberen Verdrahtungsschicht 32 und die dritten Pads 34. Die Verbindungsdrähte 36 sind mit der dritten Isolierschicht 31 abgedeckt. Die Verbindungsdrähte 36 erstrecken sich in der Dickenrichtung z und durchdringen den Zwischenabschnitt 311 und den unteren Abdeckabschnitt 313.
  • Wie in 10 gezeigt, sind in dem isolierenden Element 3 die dritte Isolierschicht 31 (unterer Abdeckabschnitt 313), die dritten Pads 34 und die vierten Pads 35 von der dritten Elementrückseitenfläche 30b freigelegt. Da die dritte Elementrückseitenfläche 30b in der Halbleitervorrichtung A1 in der Dickenrichtung z nach unten weist, sind die dritte Isolierschicht 31, die dritten Pads 34 und die vierten Pads 35 von der unteren Fläche (der in Dickenrichtung z nach unten weisenden Fläche) des isolierenden Elements 3 freigelegt. Die in Dickenrichtung z unten befindliche Oberfläche der dritten Isolierschicht 31, die in Dickenrichtung z unten befindlichen Oberflächen der dritten Pads 34 und die in Dickenrichtung z unten befindlichen Oberflächen der vierten Pads 35 liegen bündig zueinander. Diese Flächen werden zum Beispiel durch Hochglanzpolieren der dritten Elementrückseitenfläche 30b bündig miteinander gemacht. In dem in 10 gezeigten Beispiel ist ein Abschnitt (z. B. die erste Spule L1) der oberen Verdrahtungsschicht 32 von der dritten Elementvorderseitenfläche 30a freigelegt, und ein Abschnitt (z. B. die zweite Spule L2) der unteren Verdrahtungsschicht 33 ist von der dritten Elementrückseitenfläche 30b freigelegt. Die Oberfläche eines Abschnitts (z. B. der zweiten Spule L2) der unteren Verdrahtungsschicht 33, die sich in Dickenrichtung z unten befindet, ist bündig mit der Oberfläche der dritten Isolierschicht 31, die sich in Dickenrichtung z unten befindet.
  • Auf dem Trägersubstrat 4 sind das erste Halbleiterelement 1, das zweite Halbleiterelement 2 und das isolierende Element 3 montiert, und es trägt diese Elemente. Ein Abschnitt (die unten beschriebene Substratverdrahtung 42) des Trägersubstrats 4 bildet einen leitenden Pfad zwischen dem ersten Halbleiterelement 1, dem zweiten Halbleiterelement 2, dem isolierenden Element 3, den ersten externen Anschlüssen 51 und den zweiten externen Anschlüssen 52.
  • Wie in den 4 bis 11 gezeigt, hat das Trägersubstrat 4 eine Montagefläche 40a und eine Anschlussfläche 40b. Die Montagefläche 40a und die Anschlussfläche 40b sind in Dickenrichtung z voneinander beabstandet. Die Montagefläche 40a ist in Dickenrichtung z nach oben gewandt, und die Anschlussfläche 40b ist in der Dickenrichtung z nach unten gewandt. Die Montagefläche 40a und die Anschlussfläche 40b sind flach. Die Montagefläche 40a ist beispielsweise hochglanzpoliert. Wie in den 4 bis 11 gezeigt, sind das erste Halbleiterelement 1, das zweite Halbleiterelement 2 und das isolierende Element 3 auf der Montagefläche 40a montiert. Das erste Halbleiterelement 1 (erste Elementvorderseitenfläche 10a), das zweite Halbleiterelement 2 (zweite Elementvorderseitenfläche 20a) und das isolierende Element 3 (dritte Elementvorderseitenfläche 30a) stehen in engem Kontakt mit der Montagefläche 40a und sind direkt an diese angefügt („directly joined“). In der vorliegenden Offenbarung bedeutet „A und B stehen in engem Kontakt“, dass A und B in engem Kontakt zueinander stehen. Unter idealen Bedingungen gibt es keine dazwischen liegenden Einschlüsse (z. B. Fremdkörper wie Schmutz und Staub) oder Hohlräume an der Grenze zwischen A und B, aber es kann der Fall eintreten, dass einige Einschlüsse oder Hohlräume an der Grenze vorhanden sind. Darüber hinaus bedeutet „A und B sind direkt zusammengefügt“, dass A und B miteinander zusammengefügt sind, ohne dass ein Klebstoff oder ähnliches dazwischen liegt. Unter idealen Bedingungen, wenn A und B direkt zusammengefügt sind, kommen A und B in engen Kontakt miteinander. Wie in den 4 bis 7 und 11 gezeigt, sind die ersten externen Anschlüsse 51 und die zweiten externen Anschlüsse 52 auf bzw. an der Anschlussfläche 40b angeordnet.
  • Wie in den 1 bis 11 gezeigt, weist das Trägersubstrat 4 ein Basiselement 41, eine Substratverdrahtung 42 und eine Mehrzahl von Durchgangsdrähten 43 auf.
  • Das Basiselement 41 ist aus einem isolierenden Material hergestellt. Bei dem Isoliermaterial handelt es sich um amorphes Glas, wie SiO2. Anstelle von SiO2 kann das Isoliermaterial auch aus Keramik, wie z. B. AlN, bestehen. Wie in den 1 bis 3 gezeigt, hat das Basiselement 41 in der Draufsicht beispielsweise eine rechteckige Form. Das Basiselement 41 weist einen Grabenbereich auf, der durch Grabenbildung gebildet wird. Der Grabenbereich ist in einem Abschnitt der oberen Fläche (der in Dickenrichtung z nach oben weisenden Fläche) des Basiselements 41 ausgebildet und ist von der oberen Fläche des Basiselements 41 (in Dickenrichtung z) zurückgesetzt. Die Substratverdrahtung 42 ist in dem Grabenbereich ausgebildet.
  • Die Substratverdrahtung 42 ist auf der oberen Fläche (der in Dickenrichtung z nach oben weisenden Fläche) des Basiselements 41 ausgebildet. Das Einsatzmaterial („constituent material“) der Substratverdrahtung 42 ist beispielsweise Cu oder eine Cu-Legierung.
  • Wie in den 2, 3, 7 bis 11 gezeigt, weist die Substratverdrahtung 42 eine Mehrzahl von ersten Verdrahtungselementen 421 und eine Mehrzahl von zweiten Verdrahtungselementen 422 auf.
  • Die ersten Verdrahtungselemente 421 sind jeweils elektrisch zwischen dem ersten Halbleiterelement 1 und der ersten Spule L1 des isolierenden Elements 3 eingefügt. Die Elektroden 141 des ersten Halbleiterelements 1 und die dritten Pads 34 des isolierenden Elements 3 sind jeweils direkt mit einem anderen der ersten Verdrahtungselemente 421 zusammengefügt. Die ersten Verdrahtungselemente 421 erstrecken sich in der Draufsicht jeweils von dem Bereich, der sich mit dem ersten Halbleiterelement 1 überlappt, bis zu dem Bereich, der sich mit dem isolierenden Element 3 überlappt. In dem in den 2 und 3 gezeigten Beispiel hat jedes der ersten Verdrahtungselemente 421 die Form eines Streifens, der sich in der Draufsicht in der ersten Richtung x erstreckt, und ist in der Draufsicht parallel (oder im Wesentlichen parallel) zu der zweiten Richtung y angeordnet. Die Form und Anordnung jedes ersten Verdrahtungsabschnitts 421 ist nicht auf das in den 2 und 3 gezeigte Beispiel beschränkt und kann entsprechend der Position jeder Elektrode 141 des ersten Halbleiterelements 1 und der Position jedes dritten Pads 34 des isolierenden Elements 3 angemessen geändert werden. Die ersten Verdrahtungselemente 421 sind jeweils ein Abschnitt der oben beschriebenen ersten Schaltung.
  • Die zweiten Verdrahtungselemente 422 sind jeweils elektrisch zwischen dem zweiten Halbleiterelement 2 und der zweiten Spule L2 des isolierenden Elements 3 eingefügt. Die Elektroden 241 des zweiten Halbleiterelements 2 und die vierten Pads 35 des isolierenden Elements 3 sind jeweils direkt mit einem anderen der zweiten Verdrahtungselemente 422 zusammengefügt. Die zweiten Verdrahtungselemente 422 erstrecken sich in der Draufsicht jeweils von dem Bereich, der sich mit dem zweiten Halbleiterelement 2 überlappt, bis zu dem Bereich, der sich mit dem isolierenden Element 3 überlappt. In dem in den 2 und 3 gezeigten Beispiel hat jedes der zweiten Verdrahtungselemente 422 die Form eines Streifens, der sich in der Draufsicht in der ersten Richtung x erstreckt, und ist in der Draufsicht parallel zur zweiten Richtung y (oder im Wesentlichen parallel dazu) angeordnet. Die Form und Anordnung jedes zweiten Verdrahtungsabschnitts 422 ist nicht auf das in den 2 und 3 gezeigte Beispiel beschränkt und kann entsprechend der Position jeder Elektrode 241 des zweiten Halbleiterelements 2 und der Position jedes vierten Pads 35 des isolierenden Elements 3 angemessen geändert werden. Die zweiten Verdrahtungselemente 422 sind jeweils ein Abschnitt der oben beschriebenen zweiten Schaltung.
  • In dem Trägersubstrat 4 sind Abschnitte des Basiselements 41 und der Substratverdrahtung 42 (die ersten Verdrahtungselemente 421 und die zweiten Verdrahtungselemente 422) von der Montagefläche 40a freigelegt. Die in Dickenrichtung z oben befindliche Oberfläche des Basiselements 41 ist bündig mit der in Dickenrichtung z oben befindlichen Oberfläche der Substratverdrahtung 42. Diese Flächen werden beispielsweise durch Hochglanzpolieren der Montagefläche 40a miteinander bündig gemacht. Die Montagefläche 40a besteht aus der in Dickenrichtung z oben befindlichen Oberfläche des Basiselements 41 und der in Dickenrichtung z oben befindlichen Oberfläche der Substratverdrahtung 42.
  • In der Halbleitervorrichtung A1 sind das erste Halbleiterelement 1 und das Trägersubstrat 4 so beschaffen, dass einige (der Elektroden 141) der ersten Pads 14 direkt mit den ersten Verdrahtungselementen 421 zusammengefügt sind, und dass die erste Isolierschicht 13 direkt mit dem Basiselement 41 zusammengefügt ist. Infolgedessen steht das erste Halbleiterelement 1 in engem Kontakt mit dem Trägersubstrat 4. Das zweite Halbleiterelement 2 und das Trägersubstrat 4 sind so beschaffen, dass einige (der Elektroden 241) der zweiten Pads 24 direkt mit den zweiten Verdrahtungselementen 422 zusammengefügt sind, und dass die zweite Isolierschicht 23 direkt mit dem Basiselement 41 zusammengefügt ist. Infolgedessen steht das zweite Halbleiterelement 2 in engem Kontakt mit dem Trägersubstrat 4. Das isolierende Element 3 und das Trägersubstrat 4 sind so beschaffen, dass die dritten Pads 34 direkt mit den ersten Verdrahtungselementen 421 zusammengefügt sind, dass die vierten Pads 35 direkt mit den zweiten Verdrahtungselementen 422 zusammengefügt sind, und dass die dritte Isolierschicht 31 direkt mit dem Basiselement 41 zusammengefügt ist. Infolgedessen steht das isolierende Element 3 in engem Kontakt mit dem Trägersubstrat 4.
  • Die Durchgangsdrähte 43 durchdringen das Basiselement 41 in der Dickenrichtung z. Das Einsatzmaterial der Durchgangsdrähte 43 ist beispielsweise Cu oder eine Cu-Legierung. Die Durchgangsdrähte 43 weisen eine Mehrzahl von ersten Durchdringungselementen 431 und eine Mehrzahl von zweiten Durchdringungselementen 432 auf.
  • Die ersten Durchdringungselemente 431 stehen jeweils in Kontakt mit einer der Elektroden 142 des ersten Halbleiterelements 1 und einem der ersten externen Anschlüsse 51, um diese elektrisch zu verbinden. Die Elektroden 142 sind jeweils direkt mit der oberen Fläche (der in Dickenrichtung z nach oben weisenden Fläche) eines der ersten Durchdringungselemente 431 zusammengefügt. Wie in 3 gezeigt, überlappen die ersten Durchdringungselemente 431 in der Halbleitervorrichtung A1 in der Draufsicht mit dem ersten Halbleiterelement 1. Die ersten Durchdringungselemente 431 sind jeweils ein Abschnitt der oben beschriebenen ersten Schaltung.
  • Die zweiten Durchdringungselemente 432 stehen jeweils in Kontakt mit einer der Elektroden 242 des zweiten Halbleiterelements 2 und einem der zweiten externen Anschlüsse 52, um sie elektrisch zu verbinden. Die Elektroden 242 sind jeweils direkt mit der oberen Fläche (der in Dickenrichtung z nach oben weisenden Fläche) eines der zweiten Durchdringungselemente 432 zusammengefügt. Wie in 3 gezeigt, überlappen die zweiten Durchdringungselemente 432 in der Halbleitervorrichtung A1 in der Draufsicht mit dem zweiten Halbleiterelement 2. Die zweiten Durchdringungselemente 432 sind jeweils ein Abschnitt der zweiten Schaltung.
  • In der Halbleitervorrichtung A1 können die Durchgangsdrähte 43 durch das folgende Verfahren gebildet werden. Das Basiselement 41 wird mit einem Laserstrahl bestrahlt, wodurch in dem Basiselement 41 in der Dickenrichtung z Durchgangslöcher (oder Rillen) gebildet werden. Dann wird Cu oder eine Cu-Legierung in jedes der Durchgangslöcher (oder Nuten) im Basiselement 41 eingebracht, um die Durchgangsdrähte 43 zu bilden. In dem Fall, in dem die Nuten in dem Basiselement 41 ausgebildet sind, werden die Durchgangsdrähte 43 durch Einbringen von Cu oder einer Cu-Legierung in die Nuten in dem Basiselement 41 und anschließendes Schleifen der Oberfläche des Basiselements 41, die der genuteten Oberfläche gegenüberliegt, gebildet.
  • Die ersten externen Anschlüsse 51 sind elektrisch mit dem ersten Halbleiterelement 1 verbunden. Die ersten externen Anschlüsse 51 sind Anschlüsse, die verwendet werden, wenn die Halbleitervorrichtung A1 auf einer Leiterplatte montiert ist. Wie in den 4, 6, 7 und 11 gezeigt, sind die ersten externen Anschlüsse 51 auf der Anschlussfläche 40b des Trägersubstrats 4 ausgebildet. Wie in 3 gezeigt, überlappen die ersten externen Anschlüsse 51 in der Draufsicht mit den jeweiligen ersten Durchdringungselementen 431 und überlappen in der Draufsicht mit dem ersten Halbleiterelement 1. Wie in den 7 und 11 gezeigt, stehen die ersten externen Anschlüsse 51 in Kontakt mit den unteren Flächen (den in Dickenrichtung z nach unten weisenden Flächen) der jeweiligen ersten Durchdringungselemente 431. Die ersten externen Anschlüsse 51 sind über die ersten Durchdringungselemente 431 elektrisch mit den jeweiligen Elektroden 142 verbunden. In dem in den 2 und 3 dargestellten Beispiel sind die ersten externen Anschlüsse 51 in der zweiten Richtung y entsprechend den Positionen der Elektroden 142 angeordnet. Die Anordnung der ersten externen Anschlüsse 51 ist nicht auf das dargestellte Beispiel beschränkt und kann entsprechend den Positionen der Elektroden 142 angemessen geändert werden. Die ersten externen Anschlüsse 51 werden beispielsweise durch stromlose Abscheidung gebildet. Die ersten externen Anschlüsse 51 bestehen jeweils beispielsweise aus einer Schicht aus Nickel (Ni), die in Kontakt mit dem entsprechenden ersten Durchdringungselement 431 steht, einer Schicht aus Palladium (Pd), die die Ni-Schicht bedeckt, und einer Schicht aus Gold (Au), die die Pd-Schicht bedeckt. Die ersten externen Anschlüsse 51 sind jeweils nicht auf die obige Ausgestaltung beschränkt und können aus einer Ni-Schicht und einer Au-Schicht, die übereinandergestapelt sind, oder nur aus einer Au-Schicht bestehen. Alternativ können sie auch aus kugelförmigem Lot bestehen.
  • Die zweiten externen Anschlüsse 52 sind elektrisch mit dem zweiten Halbleiterelement 2 verbunden. Die zweiten externen Anschlüsse 52 sind Anschlüsse, die verwendet werden, wenn die Halbleitervorrichtung A1 auf einer Leiterplatte montiert ist. Wie in den 4, 5, 7 und 11 gezeigt, sind die zweiten externen Anschlüsse 52 auf der Anschlussfläche 40b des Trägersubstrats 4 ausgebildet. Wie in 3 gezeigt, überlappen sich die zweiten externen Anschlüsse 52 in der Draufsicht mit den jeweiligen zweiten Durchdringungselementen 432. Wie in den 7 und 11 gezeigt, sind die zweiten externen Anschlüsse 52 in Kontakt mit den unteren Flächen (den in Dickenrichtung z nach unten weisenden Flächen) der jeweiligen zweiten Durchdringungselemente 432. Die zweiten externen Anschlüsse 52 sind über die zweiten Durchdringungselemente 432 elektrisch mit den jeweiligen Elektroden 242 verbunden. In dem in den 2 und 3 dargestellten Beispiel sind die zweiten externen Anschlüsse 52 in der zweiten Richtung y entsprechend den Positionen der Elektroden 242 angeordnet. Die Anordnung der zweiten externen Anschlüsse 52 ist nicht auf das dargestellte Beispiel beschränkt und kann entsprechend den Positionen der Elektroden 242 angemessen geändert werden. Die zweiten externen Anschlüsse 52 werden beispielsweise durch stromlose Abscheidung gebildet. Die zweiten externen Anschlüsse 52 bestehen beispielsweise jeweils aus einer Ni-Schicht, die in Kontakt mit dem entsprechenden zweiten Durchdringungselement 432 steht, einer Pd-Schicht, die die Ni-Schicht bedeckt, und einer Au-Schicht, die die Pd-Schicht bedeckt. Die zweiten externen Anschlüsse 52 sind jeweils nicht auf die obige Ausgestaltung beschränkt und können aus einer Ni-Schicht und einer Au-Schicht bestehen, die übereinandergestapelt sind, oder können nur aus einer Au-Schicht bestehen. Alternativ können sie auch aus kugelförmigem Lot bestehen.
  • Das Dichtungsharz 6 ist über dem Trägersubstrat 4 (auf der Montagefläche 40a) ausgebildet und bedeckt das erste Halbleiterelement 1, das zweite Halbleiterelement 2 und das isolierende Element 3. Das Dichtungsharz 6 ist in Kontakt mit der Montagefläche 40a des Trägersubstrats 4. Wie in 1 gezeigt, hat das Dichtungsharz 6 in der Draufsicht beispielsweise eine rechteckige Form.
  • Das Dichtungsharz 6 hat eine Oberseite 61, ein Paar erster Seitenflächen 63 und ein Paar zweiter Seitenflächen 64. Wie in den 4 bis 11 gezeigt, ist die Oberseite 61 in Dickenrichtung z nach oben gewandt. Die Oberseite 61 ist flach (oder im Wesentlichen flach). Das Paar der ersten Seitenflächen 63 ist mit der Oberseite 61 verbunden. Das Paar der ersten Seitenflächen 63 ist flach (oder im Wesentlichen flach). Wie in 1 gezeigt, sind die ersten Seitenflächen 63 des Paars in der ersten Richtung x voneinander beabstandet und weisen in der ersten Richtung x voneinander weg. In dem in 4, 7 und 11 gezeigten Beispiel stehen die beiden ersten Seitenflächen 63 senkrecht zur Oberseite 61. Das Paar der zweiten Seitenflächen 64 ist mit der Oberseite 61 verbunden. Das Paar der zweiten Seitenflächen 64 ist flach (oder im Wesentlichen flach). Wie in 1 gezeigt, sind die zweiten Seitenflächen 64 des Paars in der zweiten Richtung y voneinander beabstandet und weisen in der zweiten Richtung y voneinander weg. In dem in 5 und 6 gezeigten Beispiel stehen die beiden zweiten Seitenflächen 64 senkrecht zur Oberseite 61.
  • Im Folgenden werden die Funktionsweise und die Vorteile der Halbleitervorrichtung A1 beschrieben.
  • Die Halbleitervorrichtung A1 weist das Trägersubstrat 4 auf, auf dem das erste Halbleiterelement 1 und das zweite Halbleiterelement 2 montiert sind. Das Trägersubstrat 4 weist das isolierende Basiselement 41 und die Substratverdrahtung 42, die auf dem Basiselement 41 ausgebildet ist, auf. Die Substratverdrahtung 42 weist die ersten Verdrahtungselemente 421 und die zweiten Verdrahtungselemente 422 auf. Die ersten Verdrahtungselemente 421 sind elektrisch zwischen dem ersten Halbleiterelement 1 und der ersten Spule L1 eingefügt. Die zweiten Verdrahtungselemente 422 sind elektrisch zwischen dem zweiten Halbleiterelement 2 und der zweiten Spule L2 eingefügt. Gemäß der Ausgestaltung sind die erste Schaltung (z. B. die ersten Verdrahtungselemente 421), die das erste Halbleiterelement 1 aufweist, und die zweite Schaltung (z. B. die zweiten Verdrahtungselemente 422), die das zweite Halbleiterelement 2 aufweist, durch das Basiselement 41 voneinander isoliert. Somit beeinflusst die Durchschlagfestigkeit des Basiselements 41 die Durchschlagfestigkeit zwischen der ersten Schaltung und der zweiten Schaltung, und zwar die Durchschlagfestigkeit der Halbleitervorrichtung A1, und die Durchschlagfestigkeit der Halbleitervorrichtung A1 hängt nicht von dem Trennungsabstand zwischen der ersten Insel und der zweiten Insel ab, wie dies bei der herkömmlichen Halbleitervorrichtung zu sehen ist (Patentdokument 1). Dementsprechend kann die Halbleitervorrichtung A1 eine Verringerung der Durchschlagfestigkeit selbst dann unterdrücken, wenn die Halbleitervorrichtung A1 verkleinert wird.
  • In der Halbleitervorrichtung A1 sind die ersten Pads 14 von der ersten Elementvorderseitenfläche 10a freigelegt, und die erste Elementvorderseitenfläche 10a ist der Montagefläche 40a zugewandt. Die Elektroden 141 der ersten Pads 14 sind mit den ersten Verdrahtungselementen 421 zusammengefügt. In dieser Ausgestaltung ist das erste Halbleiterelement 1 durch Flip-Chip-Bonden an das Trägersubstrat 4 gebondet, und es besteht keine Notwendigkeit, einen Bonddraht vorzusehen. Dementsprechend eignet sich die Halbleitervorrichtung A1 vorzugsweise zur Verkleinerung (insbesondere zur Verkleinerung der Abmessung in der Dickenrichtung z).
  • In der Halbleitervorrichtung A1 sind das erste Halbleiterelement 1 und das Trägersubstrat 4 so beschaffen, dass die Elektroden 141 der ersten Pads 14 direkt mit den ersten Verdrahtungselementen 421 der Substratverdrahtung 42 zusammengefügt sind, und dass die erste Isolierschicht 13 direkt mit dem Basiselement 41 zusammengefügt ist. In der Halbleitervorrichtung A1 stehen das erste Halbleiterelement 1 und das Trägersubstrat 4 in engem Kontakt zueinander, indem beispielsweise die erste Elementvorderseitenfläche 10a und die Montagefläche 40a hochglanzpoliert sind. Gemäß der Ausgestaltung der Halbleitervorrichtung A1 kann das erste Halbleiterelement 1 mit dem Trägersubstrat 4 ohne Verwendung eines Klebstoffs zusammengefügt werden. Außerdem stehen bei der Halbleitervorrichtung A1 das erste Halbleiterelement 1 und das Trägersubstrat 4 in engem Kontakt zueinander, wodurch ein Spalt zwischen dem ersten Halbleiterelement 1 und dem Trägersubstrat 4 verringert wird. Im Gegensatz zur Halbleitervorrichtung A1 kann, wenn das erste Halbleiterelement 1 mit dem Trägersubstrat 4 durch ein leitendes Bonding-Element oder dergleichen zusammengefügt ist, zwischen dem ersten Halbleiterelement 1 und dem Trägersubstrat 4 ein der Dicke des leitenden Bonding-Elements entsprechender Spalt gebildet werden. Es gibt einen Fall, bei dem Fremdkörper, wie Schmutz oder Staub, und das Dichtungsharz 6 in den Spalt eindringen können. Die Bildung eines Spalts, das Eindringen von Fremdkörpern und die Einfügung des Dichtungsharzes 6 sind die Ursachen für eine Verringerung der Durchschlagfestigkeit und eine Verringerung der Bondfestigkeit zwischen dem ersten Halbleiterelement 1 und dem Trägersubstrat 4. Andererseits ist die Halbleitervorrichtung A1 so ausgestaltet, dass das erste Halbleiterelement 1 und das Trägersubstrat 4 in engem Kontakt zueinander stehen. Dies ermöglicht es, die Bildung eines Spalts, das Eindringen von Fremdkörpern und die Einwirkung des Dichtungsharzes 6 zu unterdrücken. Mit anderen Worten, die Halbleitervorrichtung A1 kann eine Verringerung der Durchschlagfestigkeit und eine Verringerung der Bondfestigkeit zwischen dem ersten Halbleiterelement 1 und dem Trägersubstrat 4 unterdrücken.
  • In der Halbleitervorrichtung A1 sind die erste Isolierschicht 13 und das Basiselement 41 jeweils aus Glas (z. B. SiO2) hergestellt. Mit anderen Worten, die erste Isolierschicht 13 und das Basiselement 41 sind aus demselben Material hergestellt. Diese Ausgestaltung kann die Haftung zwischen der ersten Isolierschicht 13 und dem Basiselement 41 im Vergleich zu einer Ausgestaltung verbessern, bei der die erste Isolierschicht 13 und das Basiselement 41 aus unterschiedlichen Materialien hergestellt sind. Dementsprechend kann die Halbleitervorrichtung A1 ein Ablösen des ersten Halbleiterelements 1 von dem Trägersubstrat 4 unterdrücken. Dies gilt auch für die Beziehung zwischen einigen (der Elektroden 141) der ersten Pads 14 und den ersten Verdrahtungselementen 421.
  • In der Halbleitervorrichtung A1 sind die zweiten Pads 24 von der zweiten Elementvorderseitenfläche 20a freigelegt, und die zweite Elementvorderseitenfläche 20a ist der Montagefläche 40a zugewandt. Die Elektroden 241 der zweiten Pads 24 sind mit den zweiten Verdrahtungselementen 422 zusammengefügt. In dieser Ausgestaltung ist das zweite Halbleiterelement 2 an das Trägersubstrat 4 durch Flip-Chip-Bonden gebondet, und es besteht keine Notwendigkeit, einen Bonddraht vorzusehen. Dementsprechend eignet sich die Halbleitervorrichtung A1 vorzugsweise zur Verkleinerung (insbesondere zur Verkleinerung der Abmessung in der Dickenrichtung z).
  • In der Halbleitervorrichtung A1 sind das zweite Halbleiterelement 2 und das Trägersubstrat 4 so beschaffen, dass die Elektroden 241 der zweiten Pads 24 direkt mit den zweiten Verdrahtungselementen 422 der Substratverdrahtung 42 zusammengefügt sind, und dass die zweite Isolierschicht 23 direkt mit dem Basiselement 41 zusammengefügt ist. In der Halbleitervorrichtung A1 stehen das zweite Halbleiterelement 2 und das Trägersubstrat 4 in engem Kontakt zueinander, indem beispielsweise die zweite Elementvorderseitenfläche 20a und die Montagefläche 40a hochglanzpoliert sind. Gemäß der Ausgestaltung der Halbleitervorrichtung A1 kann das zweite Halbleiterelement 2 mit dem Trägersubstrat 4 ohne Verwendung eines Klebstoffs zusammengefügt werden. Darüber hinaus stehen in der Halbleitervorrichtung A1 das zweite Halbleiterelement 2 und das Trägersubstrat 4 in engem Kontakt zueinander, wodurch ein Spalt zwischen dem zweiten Halbleiterelement 2 und dem Trägersubstrat 4 verringert wird. Als solches kann die Halbleitervorrichtung A1 die Bildung eines Spalts, das Eindringen von Fremdkörpern und das Eingreifen des Dichtungsharzes 6 zwischen dem zweiten Halbleiterelement 2 und dem Trägersubstrat 4 unterdrücken, wodurch eine Verringerung der Durchschlagfestigkeit und eine Verringerung der Bondfestigkeit zwischen dem zweiten Halbleiterelement 2 und dem Trägersubstrat 4 unterdrückt wird.
  • In der Halbleitervorrichtung A1 sind die zweite Isolierschicht 23 und das Basiselement 41 jeweils aus Glas (z. B. SiO2) hergestellt. Mit anderen Worten, die zweite Isolierschicht 23 und das Basiselement 41 sind aus demselben Material hergestellt. Diese Ausgestaltung kann die Haftung („adherence“) zwischen der zweiten Isolierschicht 23 und dem Basiselement 41 im Vergleich zu der Ausgestaltung verbessern, bei der die zweite Isolierschicht 23 und das Basiselement 41 aus unterschiedlichen Materialien hergestellt sind. Dementsprechend kann die Halbleitervorrichtung A1 ein Ablösen des zweiten Halbleiterelements 2 von dem Trägersubstrat 4 unterdrücken. Dies gilt auch für die Beziehung zwischen einigen (der Elektroden 241) der zweiten Pads 24 und den zweiten Verdrahtungselementen 422.
  • In der Halbleitervorrichtung A1 sind die dritten Pads 34 und die vierten Pads 35 von der dritten Elementrückseitenfläche 30b freigelegt, und die dritte Elementrückseitenfläche 30b befindet sich auf der der Anschlussfläche 40b gegenüberliegenden Seite. Die dritten Pads 34 sind mit den ersten Verdrahtungselementen 421 zusammengefügt, und die vierten Pads 35 sind mit den zweiten Verdrahtungselementen 422 zusammengefügt. Gemäß dieser Ausgestaltung besteht keine Notwendigkeit, Bonddrähte zu verwenden, um die dritten Pads 34 und die ersten Verdrahtungselemente 421 elektrisch zu verbinden und die vierten Pads 35 und die zweiten Verdrahtungselemente 422 elektrisch zu verbinden. Dementsprechend eignet sich die Halbleitervorrichtung A1 vorzugsweise für eine Verkleinerung (insbesondere eine Verkleinerung der Abmessung in der Dickenrichtung z).
  • In der Halbleitervorrichtung A1 sind das isolierende Element 3 und das Trägersubstrat 4 so beschaffen, dass die dritten Pads 34 direkt mit den ersten Verdrahtungselementen 421 zusammengefügt sind, dass die vierten Pads 35 direkt mit den zweiten Verdrahtungselementen 422 zusammengefügt sind, und dass die dritte Isolierschicht 31 direkt mit dem Basiselement 41 zusammengefügt ist. In der Halbleitervorrichtung A1 stehen das isolierende Element 3 und das Trägersubstrat 4 in engem Kontakt zueinander, indem beispielsweise die dritte Elementrückseitenfläche 30b und die Montagefläche 40a hochglanzpoliert sind. Gemäß dieser Ausgestaltung kann das isolierende Element 3 mit dem Trägersubstrat 4 ohne Verwendung eines Klebstoffs zusammengefügt werden. Außerdem stehen in der Halbleitervorrichtung A1 das isolierende Element 3 und das Trägersubstrat 4 in engem Kontakt zueinander, wodurch ein Spalt zwischen dem isolierenden Element 3 und dem Trägersubstrat 4 verringert wird. Somit kann die Halbleitervorrichtung A1 die Bildung eines Spalts, das Eindringen von Fremdkörpern und das Eingreifen des Dichtungsharzes 6 zwischen dem isolierenden Element 3 und dem Trägersubstrat 4 unterdrücken, wodurch eine Verringerung der Durchschlagfestigkeit und eine Verringerung der Bondfestigkeit zwischen dem isolierenden Element 3 und dem Trägersubstrat 4 unterdrückt wird.
  • In der Halbleitervorrichtung A1 sind die dritte Isolierschicht 31 und das Basiselement 41 jeweils aus Glas (z. B. SiO2) hergestellt. Mit anderen Worten, die dritte Isolierschicht 31 und das Basiselement 41 sind aus demselben Material hergestellt. Diese Ausgestaltung kann die Haftung zwischen der dritten Isolierschicht 31 und dem Basiselement 41 im Vergleich zu der Ausgestaltung verbessern, bei der die dritte Isolierschicht 31 und das Basiselement 41 aus unterschiedlichen Materialien hergestellt sind. Dementsprechend kann die Halbleitervorrichtung A1 das Ablösen des isolierenden Elements 3 von dem Trägersubstrat 4 unterdrücken. Dies gilt auch für die Beziehung zwischen den dritten Pads 34 und den ersten Verdrahtungselementen 421 und die Beziehung zwischen den vierten Pads 35 und den zweiten Verdrahtungselementen 422.
  • In der Halbleitervorrichtung A1 befinden sich die erste Spule L1 und die zweite Spule L2 in der Draufsicht zwischen dem ersten Halbleiterelement 1 und dem zweiten Halbleiterelement 2. Mit anderen Worten, das erste Halbleiterelement 1 und das zweite Halbleiterelement 2 sind in der Draufsicht einander gegenüberliegend angeordnet, wobei das isolierende Element 3 dazwischen liegt. Diese Ausgestaltung kann einen angemessenen Trennungsabstand zwischen den ersten Verdrahtungselementen 421 und den zweiten Verdrahtungselementen 422 gewährleisten. Mit anderen Worten, die obige Ausgestaltung kann den Trennungsabstand zwischen der ersten Schaltung, die das erste Halbleiterelement 1 aufweist, und der zweiten Schaltung, die das zweite Halbleiterelement 2 aufweist, sicherstellen. Somit eignet sich die Halbleitervorrichtung A1 vorzugsweise zur Verbesserung der Durchschlagfestigkeit.
  • Die 13 und 14 zeigen eine Halbleitervorrichtung A2 gemäß einer zweiten Ausführungsform. Wie in diesen Figuren gezeigt, unterscheidet sich die Halbleitervorrichtung A2 von der Halbleitervorrichtung A1 hauptsächlich in den folgenden Punkten. Erstens umfasst die Substratverdrahtung 42 in der Halbleitervorrichtung A2 ferner eine Mehrzahl von dritten Verdrahtungselementen 423 und eine Mehrzahl von vierten Verdrahtungselementen 424. Zweitens befinden sich die ersten externen Anschlüsse 51 in der Halbleitervorrichtung A2 in der Draufsicht außerhalb des ersten Halbleiterelements 1. Drittens befinden sich die zweiten externen Anschlüsse 52 in der Halbleitervorrichtung A2 in der Draufsicht außerhalb des zweiten Halbleiterelements 2.
  • Die dritten Verdrahtungselemente 423 sind jeweils elektrisch zwischen dem ersten Halbleiterelement 1 und einem der ersten externen Anschlüsse 51 eingefügt. Die Elektroden 142 des ersten Halbleiterelements 1 sind jeweils direkt mit einem der dritten Verdrahtungselemente 423 zusammengefügt. Die dritten Verdrahtungselemente 423 erstrecken sich in der Draufsicht jeweils von dem Bereich, der sich mit dem ersten Halbleiterelement 1 überlappt, bis zu dem Bereich, der sich mit einem der ersten externen Anschlüsse 51 überlappt. Wie oben beschrieben, befinden sich die ersten externen Anschlüsse 51 in der Draufsicht außerhalb des ersten Halbleiterelements 1. Die Form und Anordnung jedes dritten Verdrahtungselements 423 ist nicht auf das in 13 gezeigte Beispiel beschränkt und kann entsprechend der Position jeder Elektrode 142 des ersten Halbleiterelements 1 und der Position jedes ersten externen Anschlusses 51 angemessen geändert werden.
  • Die vierten Verdrahtungselemente 424 sind jeweils elektrisch zwischen dem zweiten Halbleiterelement 2 und einem der zweiten externen Anschlüsse 52 eingefügt. Die Elektroden 242 des zweiten Halbleiterelements 2 sind jeweils direkt mit einem der vierten Verdrahtungselemente 424 zusammengefügt. Die vierten Verdrahtungselemente 424 erstrecken sich in der Draufsicht jeweils von dem Bereich, der sich mit dem zweiten Halbleiterelement 2 überlappt, bis zu dem Bereich, der sich mit einem der zweiten externen Anschlüsse 52 überlappt. Wie oben beschrieben, befinden sich die zweiten externen Anschlüsse 52 in der Draufsicht außerhalb des zweiten Halbleiterelements 2. Die Form und Anordnung jedes vierten Verdrahtungselements 424 ist nicht auf das in 13 gezeigte Beispiel beschränkt und kann entsprechend der Position jeder Elektrode 242 des zweiten Halbleiterelements 2 und der Position jedes zweiten externen Anschlusses 52 angemessen geändert werden.
  • Ähnlich wie die Halbleitervorrichtung A1 ist die Halbleitervorrichtung A2 derart ausgestaltet, dass die erste Schaltung, die das erste Halbleiterelement 1 aufweist, und die zweite Schaltung, die das zweite Halbleiterelement 2 aufweist, durch das Basiselement 41 voneinander isoliert sind. Mit anderen Worten, ähnlich wie die Halbleitervorrichtung A1 kann auch die Halbleitervorrichtung A2 eine Verringerung der Durchschlagfestigkeit selbst dann unterdrücken, wenn die Halbleitervorrichtung A2 verkleinert ist. Außerdem hat die Halbleitervorrichtung A2 dank ihrer gemeinsamen Ausgestaltung mit der Halbleitervorrichtung A1 ähnliche Vorteile wie die Halbleitervorrichtung A1.
  • In der Halbleitervorrichtung A2 weist die Substratverdrahtung 42 die dritten Verdrahtungselemente 423 auf, und die dritten Verdrahtungselemente 423 sind jeweils zwischen dem ersten Halbleiterelement 1 und einem der ersten externen Anschlüsse 51 vorgesehen. Gemäß der Ausgestaltung erstrecken sich die dritten Verdrahtungselemente 423 in der Draufsicht über das erste Halbleiterelement 1 hinaus, so dass die ersten externen Anschlüsse 51 in der Draufsicht außerhalb des ersten Halbleiterelements 1 angeordnet sein können. Mit anderen Worten, die Halbleitervorrichtung A2 hat bei der Anordnung der ersten externen Anschlüsse 51 einen höheren Freiheitsgrad. In ähnlicher Weise weist die Substratverdrahtung 42 in der Halbleitervorrichtung A2 die vierten Verdrahtungselemente 424 auf. Die vierten Verdrahtungselemente 424 sind jeweils zwischen dem zweiten Halbleiterelement 2 und einem der zweiten externen Anschlüsse 52 eingefügt. Gemäß der Ausgestaltung erstrecken sich die vierten Verdrahtungselemente 424 in der Draufsicht über das erste Halbleiterelement 1 hinaus, so dass die zweiten externen Anschlüsse 52 in der Draufsicht außerhalb des ersten Halbleiterelements 1 angeordnet sein können. Mit anderen Worten, die Halbleitervorrichtung A2 hat bei der Anordnung der zweiten externen Anschlüsse 52 einen höheren Freiheitsgrad.
  • 15 und 16 zeigen eine Halbleitervorrichtung A3 gemäß einer dritten Ausführungsform. Wie in diesen Figuren gezeigt, unterscheidet sich die Halbleitervorrichtung A3 von der Halbleitervorrichtung A1 hauptsächlich in den folgenden Punkten. Erstens ist in der Halbleitervorrichtung A3 die Ausrichtung des ersten Halbleiterelements 1 in der Dickenrichtung z umgekehrt. Zweitens ist in der Halbleitervorrichtung A3 die Ausrichtung des zweiten Halbleiterelements 2 in der Dickenrichtung z umgekehrt. Drittens weist die Halbleitervorrichtung A3 ferner eine Mehrzahl von Verbindungselementen 7 auf.
  • In der Halbleitervorrichtung A3 ist das erste Halbleiterelement 1 derart angeordnet, dass die erste Elementrückseitenfläche 10b dem Trägersubstrat 4 zugewandt ist. Infolgedessen sind die ersten Pads 14 (die Elektroden 141 und 142) von der oberen Fläche (der in Dickenrichtung z nach oben weisenden Fläche) des ersten Halbleiterelements 1 freigelegt.
  • In ähnlicher Weise ist in der Halbleitervorrichtung A3 das zweite Halbleiterelement 2 derart angeordnet, dass die zweite Elementrückseitenfläche 20b dem Trägersubstrat 4 zugewandt ist. Infolgedessen sind die zweiten Pads 24 (die Elektroden 241 und 242) von der oberen Fläche des zweiten Halbleiterelements 2 freigelegt.
  • In der Halbleitervorrichtung A3 sind die dritten Pads 34 des isolierenden Elements 3 von der dritten Elementvorderseitenfläche 30a freigelegt. Dementsprechend weist das isolierende Element 3 die Verbindungsdrähte 36 nicht auf.
  • Die Halbleitervorrichtung A3 ähnelt der Halbleitervorrichtung A2 dadurch, dass die ersten externen Anschlüsse 51 und die ersten Durchdringungselemente 431 (einige der Durchgangsdrähte 43) in der Draufsicht außerhalb des ersten Halbleiterelements 1 angeordnet sind. Ferner sind ähnlich wie bei der Halbleitervorrichtung A2 die zweiten externen Anschlüsse 52 und die zweiten Durchdringungselemente 432 (einige der Durchgangsdrähte 43) in der Draufsicht außerhalb des zweiten Halbleiterelements 2 angeordnet.
  • Die Verbindungselemente 7 verbinden jeweils zwei voneinander beabstandete Elemente elektrisch miteinander. Die Verbindungselemente 7 sind beispielsweise Bonddrähte. Das Einsatzmaterial eines jeden Verbindungselements 7 weist Au, Cu oder Al auf. Die Verbindungselemente 7 weisen eine Mehrzahl von ersten Drähten 71, eine Mehrzahl von zweiten Drähten 72, eine Mehrzahl von dritten Drähten 73 und eine Mehrzahl von vierten Drähten 74 auf.
  • Die ersten Drähte 71 sind jeweils mit einer der Elektroden 141 (einige der ersten Pads 14) des ersten Halbleiterelements 1 und einem der dritten Pads 34 des isolierenden Elements 3 zusammengefügt und verbinden diese elektrisch. In der Halbleitervorrichtung A3 sind die Elektroden 141 und die dritten Pads 34 durch die ersten Drähte 71 elektrisch miteinander verbunden, und die Substratverdrahtung 42 weist daher die ersten Verdrahtungselemente 421 nicht auf, wie in den 15 und 16 gezeigt.
  • Die zweiten Drähte 72 sind jeweils mit einer der Elektroden 241 (einige der zweiten Pads 24) des zweiten Halbleiterelements 2 und einem der zweiten Verdrahtungselemente 422 der Substratverdrahtung 42 zusammengefügt und verbinden diese elektrisch. Ähnlich wie bei der Halbleitervorrichtung A1 sind die zweiten Verdrahtungselemente 422 in der Halbleitervorrichtung A3 jeweils mit einem der vierten Pads 35 zusammengefügt. Allerdings erstrecken sich die zweiten Verdrahtungselemente 422 in der Draufsicht nicht bis zum zweiten Halbleiterelement 2 und sind nicht mit den Elektroden 241 zusammengefügt. In der Halbleitervorrichtung A3 sind die Elektroden 241 und die zweiten Verdrahtungselemente 422 über die zweiten Drähte 72 elektrisch miteinander verbunden. Dementsprechend überlappen sich die zweiten Verdrahtungselemente 422 in der Draufsicht nicht mit dem zweiten Halbleiterelement 2, wie in den 15 und 16 gezeigt.
  • Die dritten Drähte 73 sind jeweils mit einer der Elektroden 142 (einige der ersten Pads 14) des ersten Halbleiterelements 1 und einem der ersten Durchdringungselemente 431 der Durchgangsdrähte 43 zusammengefügt und verbinden diese elektrisch. In der Halbleitervorrichtung A3 sind die Elektroden 142 und die ersten Durchdringungselemente 431 durch die dritten Drähte 73 elektrisch miteinander verbunden, und die Substratverdrahtung 42 weist daher die dritten Verdrahtungselemente 423 nicht auf, wie in den 15 und 16 gezeigt.
  • Die vierten Drähte 74 sind jeweils mit einer der Elektroden 242 (einige der zweiten Pads 24) des zweiten Halbleiterelements 2 und einem der zweiten Durchdringungselemente 432 der Durchgangsdrähte 43 zusammengefügt und verbinden diese elektrisch. In der Halbleitervorrichtung A3 sind die Elektroden 242 und die zweiten Durchdringungselemente 432 durch die vierten Drähte 74 elektrisch miteinander verbunden, und die Substratverdrahtung 42 weist daher die vierten Verdrahtungselemente 424 nicht auf, wie in den 15 und 16 gezeigt.
  • Ähnlich wie die Halbleitervorrichtungen A1 und A2 ist die Halbleitervorrichtung A3 derart ausgestaltet, dass die erste Schaltung, die das erste Halbleiterelement 1 aufweist, und die zweite Schaltung, die das zweite Halbleiterelement 2 aufweist, durch das Basiselement 41 voneinander isoliert sind. Mit anderen Worten, ähnlich wie die Halbleitervorrichtungen A1 und A2 kann auch die Halbleitervorrichtung A3 eine Verringerung der Durchschlagfestigkeit selbst dann unterdrücken, wenn die Halbleitervorrichtung A3 verkleinert ist. Darüber hinaus hat die Halbleitervorrichtung A3 dank ihrer gemeinsamen Ausgestaltung mit jeder der Halbleitervorrichtungen A1 und A2 ähnliche Vorteile wie jede der Halbleitervorrichtungen A1 und A2.
  • Da die vierten Pads 35 auf der dritten Elementrückseitenfläche 30b in der Halbleitervorrichtung A3 angeordnet sind, weist die Substratverdrahtung 42 die zweiten Verdrahtungselemente 422 auf, um die zweiten Drähte 72 und die vierten Pads 35 elektrisch zu verbinden. Im Gegensatz zu dieser Ausgestaltung können die zweiten Drähte 72 mit den vierten Pads 35 anstelle der zweiten Verdrahtungselemente 422 zusammengefügt werden, wenn die vierten Pads 35 von der Elementvorderseitenfläche 30a freigelegt sind, wie in den 17 und 18 gezeigt. In dem in den 17 und 18 gezeigten Beispiel weist die Substratverdrahtung 42 die zweiten Verdrahtungselemente 422 nicht auf, da die zweiten Verdrahtungselemente 422 nicht erforderlich sind. Die vierten Pads 35 sind über die Verbindungsdrähte 36 elektrisch mit der unteren Verdrahtungsschicht 33 verbunden.
  • Die 19 bis 21 zeigen eine Halbleitervorrichtung A4 gemäß einer vierten Ausführungsform. Wie in diesen Figuren gezeigt, unterscheidet sich die Halbleitervorrichtung A4 von der Halbleitervorrichtung A1 hauptsächlich in den folgenden Punkten. In der Halbleitervorrichtung A4 ist die zweite Spule L2 in dem Trägersubstrat 4 ausgebildet.
  • Wie in den 19 bis 21 gezeigt, weist die Substratverdrahtung 42 in der Halbleitervorrichtung A4 ferner ein fünftes Verdrahtungselement 425 auf. Das fünfte Verdrahtungselement 425 weist die zweite Spule L2 und einen Zuleitungsdraht 426 auf. Wie in jeder der Halbleitervorrichtungen A1 bis A3 weist die zweite Spule L2 die Wicklungsabschnitte L21 auf. Wie in 21 gezeigt, verbindet zum Beispiel der Zuleitungsdraht 426 jedes der äußeren Enden L23 mit einem der zweiten Verdrahtungselemente 422. Diesbezüglich können das zweite Verdrahtungselement 422 und die Zuleitung 426 einstückig ausgebildet sein.
  • Wie in 20 dargestellt, weist das isolierende Element 3 in der Halbleitervorrichtung A4 außerdem sechste Pads 37 auf. Die sechsten Pads 37 sind mit den inneren Enden L22 der zweiten Spule L2 zusammengefügt. Die sechsten Pads 37 sind über die Zuleitungsdrähte 331 der unteren Verdrahtungsschicht 33 elektrisch mit den vierten Pads 35 verbunden.
  • Ähnlich wie die Halbleitervorrichtungen A1 bis A3 ist die Halbleitervorrichtung A4 derart ausgestaltet, dass die erste Schaltung, die das erste Halbleiterelement 1 aufweist, und die zweite Schaltung, die das zweite Halbleiterelement 2 aufweist, durch das Basiselement 41 voneinander isoliert sind. Mit anderen Worten, ähnlich wie die Halbleitervorrichtungen A1 bis A3 kann auch die Halbleitervorrichtung A4 eine Verringerung der Durchschlagfestigkeit selbst dann unterdrücken, wenn die Halbleitervorrichtung A4 verkleinert ist. Darüber hinaus hat die Halbleitervorrichtung A4 dank ihrer gemeinsamen Ausgestaltung mit jeder der Halbleitervorrichtungen A1 bis A3 ähnliche Vorteile wie jede der Halbleitervorrichtungen A1 bis A3.
  • In der in den 19 bis 21 gezeigten Halbleitervorrichtung A4 ist jedes innere Ende L22 der zweiten Spule L2 durch die untere Verdrahtungsschicht 33 (jeden Zuleitungsdraht 331) des isolierenden Elements 3 elektrisch mit einem der zweiten Verdrahtungselemente 422 verbunden. Im Gegensatz zu dieser Ausgestaltung können jedoch die inneren Enden L22 jeweils durch das fünfte Verdrahtungselement 425 (den Zuleitungsdraht 426) mit einem der zweiten Verdrahtungselemente 422 verbunden sein, wie in 22 gezeigt.
  • In jeder der Halbleitervorrichtungen A1 bis A4 gemäß der ersten bis vierten Ausführungsform kann das Trägersubstrat 4 ferner einen Wärmeableiter 44 aufweisen. 23 zeigt ein Beispiel, bei dem die Halbleitervorrichtung A1 mit dem Wärmeableiter 44 versehen ist.
  • Wie in 23 gezeigt, durchdringt der Wärmeableiter 44 das Basiselement 41 in der Dickenrichtung z. Der Wärmeableiter 44 kann in Dickenrichtung unter dem ersten Halbleiterelement 1 ausgebildet sein. Mit anderen Worten, der Wärmeableiter 44 kann in dem Bereich gebildet werden, der sich in der Draufsicht mit dem ersten Halbleiterelement 1 überlappt. Es ist zu beachten, dass der Bereich, in dem der Wärmeableiter 44 ausgebildet ist, nicht besonders begrenzt ist. Der Wärmeableiter 44 sollte jedoch so ausgebildet sein, dass zumindest die ersten Verdrahtungselemente 421 (und die dritten Verdrahtungselemente 423, falls vorhanden) vermieden werden. Wie bei den Durchgangsdrähten 43 kann der Wärmeableiter 44 aus Cu oder einer Cu-Legierung hergestellt sein.
  • Gemäß der in 23 gezeigten Halbleitervorrichtung kann der Wärmeableiter 44 Wärme von dem ersten Halbleiterelement 1 abgeben, wodurch die Ableitung von Wärme von dem ersten Halbleiterelement 1 verbessert wird.
  • In dem in 23 gezeigten Beispiel ist der Wärmeableiter 44 in dem Bereich angeordnet, der sich in der Draufsicht mit dem ersten Halbleiterelement 1 überlappt. Alternativ kann der Wärmeableiter 44 in Dickenrichtung z unter dem zweiten Halbleiterelement 2 ausgebildet sein. Mit anderen Worten, der Wärmeableiter 44 kann in dem Bereich ausgebildet sein, der sich in der Draufsicht mit dem zweiten Halbleiterelement 2 überlappt. In diesem Fall kann der Wärmeableiter 44 Wärme aus dem zweiten Halbleiterelement 2 abgeben, wodurch die Wärmeableitung aus dem zweiten Halbleiterelement 2 verbessert wird. In dem Beispiel, in dem die an das erste Halbleiterelement 1 angelegte Source-Spannung höher ist als die an das zweite Halbleiterelement 2 angelegte Source-Spannung, ist jedoch die durch das erste Halbleiterelement 1 erzeugte Wärmemenge höher als die durch das zweite Halbleiterelement 2 erzeugte Wärmemenge. In diesem Fall ist es bevorzugt, dass der Wärmeableiter 44 unter dem ersten Halbleiterelement 1 angeordnet ist. Alternativ kann eine Mehrzahl von Wärmeableitern 44 in dem Trägersubstrat 4 vorgesehen sein, und die Wärmeableiter 44 können jeweils entweder in Dickenrichtung z unter dem ersten Halbleiterelement 1 oder dem zweiten Halbleiterelement 2 ausgebildet sein.
  • Jede der Halbleitervorrichtungen A1 bis A4 gemäß der ersten bis vierten Ausführungsform kann ferner ein Harzelement 67 aufweisen. 24 zeigt eine Variante, bei der die Halbleitervorrichtung A1 mit dem Harzelement 67 versehen ist.
  • Wie in 24 gezeigt, ist das Harzelement 67 auf der Anschlussfläche 40b des Trägersubstrats 4 ausgebildet. Das Harzelement 67 ist beispielsweise in der ersten Richtung x zwischen den ersten externen Anschlüssen 51 und den zweiten externen Anschlüssen 52 angeordnet. Das Harzelement 67 ist aus einem isolierenden Harzmaterial, wie einem Epoxidharz, einem Polyimidharz oder einem Phenolharz, hergestellt.
  • In der in 24 gezeigten Halbleitervorrichtung schützt das Harzelement 67 die Anschlussfläche 40b des Basiselements 41. Dies ermöglicht es der Halbleitervorrichtung, Kratzer auf dem Basiselement 41 zu unterdrücken. Weiterhin dient das Harzelement 67 gemäß der Halbleitervorrichtung als Versteifung für das Basiselement 41, um Risse im Basiselement 41 zu unterdrücken.
  • Jede der Halbleitervorrichtungen A1 bis A4 gemäß der ersten bis vierten Ausführungsform kann außerdem einen Passivierungsfilm 38 aufweisen, der einen Abschnitt des isolierenden Elements 3 bedeckt. 25 zeigt ein Beispiel, bei dem das isolierende Element 3 der Halbleitervorrichtung A1 mit dem Passivierungsfilm 38 versehen ist.
  • Wie in 25 gezeigt, kann der Passivierungsfilm 38 die obere Fläche (die dritte Elementvorderseitenfläche 30a) des isolierenden Elements 3 bedecken. In dem Fall, in dem die dritten Pads 34 und/oder die vierten Pads 35 auf der dritten Elementvorderseitenfläche 30a vorgesehen sind (siehe das in 16 oder 18 gezeigte Ausgestaltungsbeispiel), ist der Passivierungsfilm 38 so ausgebildet, dass die dritten Pads 34 und/oder die vierten Pads 35 freigelegt sind. Im Gegensatz zu der in 25 gezeigten Ausgestaltung kann der Passivierungsfilm 38 die Seitenflächen (die in die erste Richtung x weisenden Flächen und die in die zweite Richtung y weisenden Flächen) des isolierenden Elements 3 sowie die dritte Elementvorderseitenfläche 30a bedecken. Der Passivierungsfilm 38 ist zum Beispiel aus Polyimid hergestellt.
  • Gemäß der in 25 gezeigten Halbleitervorrichtung kann der Passivierungsfilm 38 die von der dritten Elementvorderseitenfläche 30a freigelegte erste Spule L1 schützen.
  • In jeder der Halbleitervorrichtungen A1 bis A4 gemäß der ersten bis vierten Ausführungsform können die ersten externen Anschlüsse 51 und die zweiten externen Anschlüsse 52 auf Seitenflächen der Halbleitervorrichtung sowie auf deren Rückseitenfläche ausgebildet sein. 26 zeigt ein Beispiel, bei dem in der Halbleitervorrichtung A1 die ersten externen Anschlüsse 51 und die zweiten externen Anschlüsse 52 auch auf Seitenflächen (den in die erste Richtung x weisenden Oberflächen) des Basiselements 41 ausgebildet sind.
  • In der in 26 gezeigten Halbleitervorrichtung sind die Durchgangsdrähte 43 jeweils bis zu einer Seitenfläche des Basiselements 41 ausgebildet und sind von der Seitenfläche freigelegt. Infolgedessen haben die Durchgangsdrähte 43 jeweils eine Oberfläche, die von einer der Seitenflächen des Basiselements 41 freigelegt ist, und es ist entweder ein erster externer Anschluss 51 oder ein zweiter externer Anschluss 52 auf der freigelegten Oberfläche ausgebildet. Darüber hinaus kann in einer solchen Modifikation jeder der Durchgangsdrähte 43 eine ausgenommene Ecke aufweisen, die in der ersten Richtung x außen und in der Dickenrichtung z unten angeordnet ist, wie in 27 gezeigt. Eine derartige Halbleitervorrichtung, wie sie in 27 gezeigt ist, erleichtert eine Inspektion des montierten Zustands, wenn die Halbleitervorrichtung auf einer Leiterplatte montiert ist.
  • Die erste bis vierte Ausführungsform haben jeweils ein Beispiel angegeben, bei dem das erste Halbleiterelement 1, das zweite Halbleiterelement 2 und das isolierende Element 3 direkt mit dem Trägersubstrat 4 zusammengefügt sind. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht auf dieses Beispiel beschränkt, und das erste Halbleiterelement 1, das zweite Halbleiterelement 2 und das isolierende Element 3 können mit dem Trägersubstrat 4 durch ein leitendes Verbindungselement, wie Lot, ein Metallpastenmaterial oder ein Sintermetall, zusammengefügt werden.
  • In der ersten Ausführungsformen bis zur vierten Ausführungsform ist jeweils das erste Halbleiterelement 1 ein Ansteuerungselement und das zweite Halbleiterelement 2 ist ein Steuerelement. Anstelle dieses Beispiels kann jedoch das erste Halbleiterelement 1 ein Steuerelement und das zweite Halbleiterelement 2 ein Ansteuerungselement sein.
  • In jeder der Halbleitervorrichtungen A1 bis A4 gemäß der ersten bis vierten Ausführungsform können die erste Spule L1 und die zweite Spule L2 eine der in den 28 bis 30 dargestellten Ausgestaltungen haben. 28 bis 30 zeigen jeweils die erste Spule L1 und die zweite Spule L2 gemäß einer Variante. Obwohl die 28 bis 30 hauptsächlich die Ausgestaltungen der ersten Spule L1 gemäß Varianten zeigen, gelten die gleichen Ausgestaltungen für die zweite Spule L2.
  • In den Halbleitervorrichtungen A1 bis A4 ist jeweils die erste Spule L1 so ausgebildet, dass die äußeren Enden L13 von zwei Wicklungsabschnitten L11 durch einen Zuleitungsdraht 321 elektrisch miteinander verbunden sind. Im Gegensatz dazu ist in den Beispielen der 28 und 29 die erste Spule L1 so beschaffen, dass die inneren Enden L12 von zwei Wicklungsabschnitten L11 durch einen Zuleitungsdraht 321 elektrisch miteinander verbunden sind. Das in 28 gezeigte Beispiel unterscheidet sich von dem in 29 gezeigten Beispiel durch die Form jedes Zuleitungsdrahtes 321, aber die Beziehungen der elektrischen Verbindung in diesen Beispielen sind die gleichen. In dem in 30 gezeigten Beispiel sind vier Wicklungsabschnitte L11 der ersten Spule L1 elektrisch unabhängig voneinander, und weder die inneren Enden L12 noch die äußeren Enden L13 von zwei Wicklungsabschnitten L11 sind durch einen Zuleitungsdraht 321 elektrisch miteinander verbunden. In ähnlicher Weise ist in jeder der Halbleitervorrichtungen A1 bis A4 die zweite Spule L2 so beschaffen, dass die äußeren Enden L23 von zwei Wicklungsabschnitten L21 durch einen Zuleitungsdraht 331 elektrisch miteinander verbunden sind. Im Gegensatz dazu ist in den Beispielen der 28 und 29 die zweite Spule L2 so beschaffen, dass die inneren Enden L22 von zwei Wicklungsabschnitten L21 durch einen Zuleitungsdraht 331 elektrisch miteinander verbunden sind. Das in 28 gezeigte Beispiel unterscheidet sich von dem in 29 gezeigten Beispiel durch die Form jedes Zuleitungsdrahtes 331, aber die Beziehungen der elektrischen Verbindung in diesen Beispielen sind die gleichen. In dem in 30 gezeigten Beispiel sind vier Wicklungsabschnitte L21 der zweiten Spule L2 elektrisch unabhängig voneinander, und weder die inneren Enden L22 noch die äußeren Enden L23 von zwei Wicklungsabschnitten L21 sind durch einen Zuleitungsdraht 331 elektrisch miteinander verbunden.
  • Die Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung ist nicht auf die oben genannten Ausführungsformen beschränkt. An den spezifischen Ausgestaltungen der Elemente der Halbleitervorrichtung der vorliegenden Offenbarung können verschiedene Konstruktionsänderungen vorgenommen werden. Zum Beispiel umfasst die vorliegende Offenbarung die in den folgenden Klauseln beschriebenen Ausführungsformen.
  • Klausel 1.
  • Halbleitervorrichtung, umfassend:
    • ein erstes Halbleiterelement (1);
    • ein zweites Halbleiterelement (2);
    • ein isolierendes Element (3), das eine erste Spule (L1) aufweist;
    • eine zweite Spule (L2), die magnetisch bzw. induktiv mit der ersten Spule (L1) gekoppelt ist; und
    • ein Trägersubstrat (4), auf dem das erste Halbleiterelement (1) und das zweite Halbleiterelement (2) montiert sind,
    • wobei das Trägersubstrat (4) ein isolierendes Basiselement (41) und eine auf dem Basiselement ausgebildete Substratverdrahtung (42) aufweist,
    • wobei die Substratverdrahtung (42) ein erstes Verdrahtungselement (421) aufweist, das elektrisch zwischen dem ersten Halbleiterelement (1) und der ersten Spule (L1) eingefügt ist, und ein zweites Verdrahtungselement (422) aufweist, das elektrisch zwischen dem zweiten Halbleiterelement (2) und der zweiten Spule (L2) eingefügt ist,
    • wobei die zweite Spule (L2) zwischen der ersten Spule (L1) und dem Basiselement (41) angeordnet ist, und
    • wobei das isolierende Element (3) von dem Trägersubstrat (4) getragen bzw. gelagert ist.
  • Klausel 2.
  • Halbleitervorrichtung nach Klausel 1,
    wobei das erste Halbleiterelement (1) ein Ansteuerungs- bzw. Treiberelement zum Ansteuern eines Schaltelements ist,
    wobei das zweite Halbleiterelement (2) ein Steuerelement zum Steuern der Ansteuerung des Schaltelements ist, und
    wobei das Ansteuerungselement (1) eine höhere Spannung benötigt als das Steuerelement (2).
  • Klausel 3.
  • Halbleitervorrichtung nach Klausel 1 oder 2,
    wobei das Trägersubstrat (4) eine Montagefläche hat, auf der das erste Halbleiterelement, das zweite Halbleiterelement und das isolierende Element montiert sind,
    wobei die Montagefläche in eine Richtung bzw. zu einer Seite einer Dickenrichtung (z) des Trägersubstrats weist, und
    wobei ein Abschnitt von jeweils dem Basiselement (41) und der Substratverdrahtung (42) von der Montagefläche freigelegt ist.
  • Klausel 4.
  • Halbleitervorrichtung nach Klausel 3, wobei das Basiselement (41) aus Glas hergestellt ist.
  • Klausel 5.
  • Halbleitervorrichtung nach Klausel 3 oder 4,
    wobei das erste Halbleiterelement (1) eine erste Elementvorderseitenfläche und eine erste Elementrückseitenfläche hat, die in Dickenrichtung voneinander abgewandt sind, und ein erstes Substrat (11), eine erste Verdrahtungsschicht (12), eine erste Isolierschicht (13) und ein erstes Pad (14) aufweist,
    wobei das erste Substrat (11) eine erste Funktionsfläche (11a) hat, auf der eine erste Funktionsschaltung ausgebildet ist,
    wobei die erste Verdrahtungsschicht (12) elektrisch mit der ersten Funktionsschaltung verbunden ist und auf der ersten Funktionsfläche (11a) ausgebildet ist,
    wobei die erste Isolierschicht (13) die erste Verdrahtungsschicht (12) bedeckt und auf der ersten Funktionsfläche ausgebildet ist,
    wobei das erste Pad (14) elektrisch mit der ersten Verdrahtungsschicht verbunden ist, und
    wobei die erste Isolierschicht (13) und das erste Pad (14) von der ersten Elementvorderseitenfläche (10a) freigelegt sind.
  • Klausel 6.
  • Halbleitervorrichtung nach Klausel 5,
    wobei die erste Elementvorderseitenfläche (10a) in Dickenrichtung der Montagefläche (40a) zugewandt ist, und
    das erste Halbleiterelement (1) und das Trägersubstrat (4) so beschaffen bzw. ausgebildet sind, dass das erste Pad und das erste Verdrahtungselement direkt miteinander zusammengefügt sind („directly joined to each other“), und dass die erste Isolierschicht (13) und das Basiselement (41) direkt miteinander zusammengefügt sind.
  • Klausel 7.
  • Halbleitervorrichtung nach Klausel 5 oder 6, wobei die erste Isolierschicht (13) aus Glas hergestellt ist.
  • Klausel 8.
  • Halbleitervorrichtung nach einer der Klauseln 3 bis 7,
    wobei das zweite Halbleiterelement (2) eine zweite Elementvorderseitenfläche (20a) und eine zweite Elementrückseitenfläche (20b) hat, die in Dickenrichtung voneinander abgewandt sind, und ein zweites Substrat (21), eine zweite Verdrahtungsschicht (22), eine zweite Isolierschicht (23) und ein zweites Pad (24) aufweist,
    wobei das zweite Substrat eine zweite Funktionsfläche hat, auf der eine zweite Funktionsschaltung ausgebildet ist,
    wobei die zweite Verdrahtungsschicht elektrisch mit der zweiten Funktionsschaltung verbunden ist und auf der zweiten Funktionsfläche ausgebildet ist,
    wobei die zweite Isolierschicht die zweite Verdrahtungsschicht bedeckt und auf der zweiten Funktionsfläche ausgebildet ist,
    wobei das zweite Pad elektrisch mit der zweiten Verdrahtungsschicht verbunden ist, und
    wobei die zweite Isolierschicht und das zweite Pad von der zweiten Elementvorderseitenfläche freigelegt sind.
  • Klausel 9.
  • Halbleitervorrichtung nach Klausel 8,
    wobei die zweite Elementvorderseitenfläche in Dickenrichtung der Montagefläche zugewandt ist, und
    wobei das zweite Halbleiterelement (2) und das Trägersubstrat (4) so beschaffen sind, dass das zweite Pad und das zweite Verdrahtungselement direkt miteinander zusammengefügt sind, und dass die zweite Isolierschicht und das Basiselement direkt miteinander zusammengefügt sind.
  • Klausel 10.
  • Halbleitervorrichtung nach Klausel 8 oder 9, wobei die zweite Isolierschicht (23) aus Glas hergestellt ist.
  • Klausel 11.
  • Halbleitervorrichtung nach einer der Klauseln 3 bis 10,
    wobei das isolierende Element (3) die zweite Spule (L2) und eine dritte Isolierschicht (31) aufweist, und
    wobei mindestens ein Abschnitt der dritten Isolierschicht (31) in Dickenrichtung zwischen der ersten Spule (L1) und der zweiten Spule (L2) vorgesehen ist.
  • Klausel 12.
  • Halbleitervorrichtung nach Klausel 11,
    wobei das isolierende Element (3) eine dritte Elementvorderseitenfläche (30a) und eine dritte Elementrückseitenfläche (30b) hat, die in Dickenrichtung voneinander abgewandt sind,
    wobei die dritte Elementrückseitenfläche in Dickenrichtung der Montagefläche zugewandt ist,
    wobei die erste Spule (L1) auf bzw. an der dritten Elementvorderseitenfläche (30a) angeordnet ist, und
    wobei die zweite Spule (L2) auf bzw. an der dritten Elementrückseitenfläche (30b) angeordnet ist.
  • Klausel 13.
  • Halbleitervorrichtung nach Klausel 12,
    wobei das isolierende Element (3) ein drittes Pad (34) aufweist, das mit der ersten Spule verbunden ist, und ein viertes Pad (35) aufweist, das mit der zweiten Spule verbunden ist,
    wobei das dritte Pad, das vierte Pad und die dritte Isolierschicht von der dritten Elementrückseitenfläche freigelegt sind, und
    wobei das isolierende Element und das Trägersubstrat so beschaffen sind, dass das dritte Pad und das erste Verdrahtungselement direkt miteinander zusammengefügt sind, das vierte Pad und das zweite Verdrahtungselement direkt miteinander zusammengefügt sind und die dritte Isolierschicht und das Basiselement direkt miteinander zusammengefügt sind.
  • Klausel 14.
  • Halbleitervorrichtung nach einer der Klauseln 11 bis 13, wobei die dritte Isolierschicht (31) aus Glas hergestellt ist.
  • Klausel 15.
  • Halbleitervorrichtung nach einer der Klauseln 3 bis 14, wobei das Trägersubstrat einen Wärmeableiter (44) aufweist, der in einem Bereich angeordnet ist, der sich in Dickenrichtung gesehen mit dem ersten Halbleiterelement überlappt, und der das Basiselement in Dickenrichtung durchdringt.
  • Klausel 16.
  • Halbleitervorrichtung nach einer der Klauseln 3 bis 15, ferner umfassend einen ersten externen Anschluss (51), der elektrisch mit dem ersten Halbleiterelement verbunden ist, und einen zweiten externen Anschluss (52), der elektrisch mit dem zweiten Halbleiterelement verbunden ist,
    wobei das Trägersubstrat eine Anschlussfläche (40b) aufweist, die in Dickenrichtung von der Montagefläche abgewandt ist, und auf der der erste externe Anschluss und der zweite externe Anschluss angeordnet sind.
  • Klausel 17.
  • Halbleitervorrichtung nach Klausel 16,
    wobei die Substratverdrahtung (42) ein drittes Verdrahtungselement (423) aufweist, das elektrisch zwischen dem ersten Halbleiterelement und dem ersten externen Anschluss eingefügt ist, und ein viertes Verdrahtungselement (424) aufweist, das elektrisch zwischen dem zweiten Halbleiterelement und dem zweiten externen Anschluss eingefügt ist,
    wobei der erste externe Anschluss in Dickenrichtung gesehen außerhalb des ersten Halbleiterelements angeordnet ist, und
    wobei der zweite externe Anschluss in Dickenrichtung gesehen außerhalb des zweiten Halbleiterelements angeordnet ist.
  • Klausel 18.
  • Halbleitervorrichtung nach Klausel 17, ferner umfassend ein isolierendes Harzelement (6), das auf der Anschlussoberfläche ausgebildet ist und sich in Dickenrichtung gesehen zwischen dem ersten externen Anschluss und dem zweiten externen Anschluss befindet.
  • Klausel 19.
  • Halbleitervorrichtung nach einer der Klauseln 3 bis 18, wobei sich die erste Spule (L1) und die zweite Spule (L2) in Dickenrichtung gesehen zwischen dem ersten Halbleiterelement und dem zweiten Halbleiterelement befinden.
  • Klausel 20.
  • Halbleitervorrichtung nach einer der Klauseln 3 bis 19,
    wobei die erste Spule (L1) und die zweite Spule (L2) jeweils zwei Wicklungsabschnitte aufweisen, die in einer Ebene senkrecht zur Dickenrichtung gewickelt sind, und
    wobei jeder der beiden Wicklungsabschnitte in jeder der ersten Spule und der zweiten Spule ein Stromeingangsende und ein Stromausgangsende aufweist und die Stromeingangsenden oder die Stromausgangsenden der beiden Wicklungsabschnitte miteinander verbunden sind.
  • BEZUGSZIFFERN
  • A1-A4: Halbleitervorrichtung L1: Erste Spule L11: Wicklungsabschnitt
    L12: Inneres Ende L13: Äußeres Ende L2: Zweite Spule L21: Wicklungsabschnitt L22: Inneres Ende L23: Äußeres Ende 1: Erstes Halbleiterelement
    10a: Erste Elementvorderseitenfläche
    10b: Erste Elementrückseitenfläche 11: Erstes Substrat 11a: Erste Funktionsfläche 12: Erste Verdrahtungsschicht 13: Erste Isolierschicht 14: Erstes Pad
    141, 142: Elektrode
    2: Zweites Halbleiterelement
    20a: Zweite Elementvorderseitenfläche 20b: Zweite Elementrückseitenfläche
    21: Zweites Substrat
    21a: Zweite Funktionsfläche 22: Zweite Verdrahtungsschicht 23: Zweite Isolierschicht 24: Zweites Pad 241, 242: Elektrode 3: Isolierendes Element 30a: Dritte Elementvorderseitenfläche 30b: Dritte Elementrückseitenfläche
    31: Dritte Isolierschicht 311: Zwischenabschnitt 312: Oberer Abdeckabschnitt
    313: Unterer Abdeckabschnitt 32: Obere Verdrahtungsschicht 321: Zuleitungsdraht bzw. Anschlussdraht („lead wire“) 33: Untere Verdrahtungsschicht 331: Zuleitungsdraht 34: Drittes Pad
    35: Viertes Pad 36: Verbindungsdraht 37: Sechstes Pad 38: Passivierungsfilm 4: Trägersubstrat 40a: Montagefläche
    40b: Anschluss- bzw. Terminalfläche 41: Basiselement 42: Substratverdrahtung
    421: Erstes Verdrahtungselement 422: Zweites Verdrahtungselement 423: Drittes Verdrahtungselement
    424: Viertes Verdrahtungselement 425: Fünftes Verdrahtungselement
    426: Zuleitungsdraht 43: Durchgangsdraht 431: Erstes Durchdringungselement 432: Zweites Durchdringungselement
    44: Wärmeableiter 51: Erster externer Anschluss 52: Zweiter externer Anschluss
    6: Dichtungsharz 61: Oberseite 63: Erste Seitenfläche 64: Zweite Seitenfläche 67: Harzelement 7: Verbindungselement
    71: Erster Draht 72: Zweiter Draht 73: Dritter Draht 74: Vierter Draht

Claims (20)

  1. Halbleitervorrichtung, umfassend: ein erstes Halbleiterelement; ein zweites Halbleiterelement; ein isolierendes Element, das eine erste Spule aufweist; eine zweite Spule, die magnetisch mit der ersten Spule gekoppelt ist; und ein Trägersubstrat, auf dem das erste Halbleiterelement und das zweite Halbleiterelement montiert sind, wobei das Trägersubstrat ein isolierendes Basiselement und eine auf dem Basiselement ausgebildete Substratverdrahtung aufweist, wobei die Substratverdrahtung ein erstes Verdrahtungselement aufweist, das elektrisch zwischen dem ersten Halbleiterelement und der ersten Spule eingefügt ist, und ein zweites Verdrahtungselement, das elektrisch zwischen dem zweiten Halbleiterelement und der zweiten Spule eingefügt ist, wobei die zweite Spule zwischen der ersten Spule und dem Basiselement angeordnet ist, und das isolierende Element von dem Trägersubstrat getragen ist.
  2. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, wobei das erste Halbleiterelement ein Ansteuerungselement zum Ansteuern eines Schaltelements ist, das zweite Halbleiterelement ein Steuerelement zum Steuern der Ansteuerung des Schaltelements ist, und das Ansteuerungselement eine höhere Spannung benötigt als das Steuerelement.
  3. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Trägersubstrat eine Montagefläche aufweist, auf der das erste Halbleiterelement, das zweite Halbleiterelement und das isolierende Element montiert sind, die Montagefläche in eine Richtung einer Dickenrichtung des Trägersubstrats weist, und ein Abschnitt von jeweils dem Basiselement und der Substratverdrahtung von der Montagefläche freigelegt ist.
  4. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 3, wobei das Basiselement aus Glas hergestellt ist.
  5. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, wobei das erste Halbleiterelement eine erste Elementvorderseitenfläche und eine erste Elementrückseitenfläche hat, die in Dickenrichtung voneinander abgewandt sind, und ein erstes Substrat, eine erste Verdrahtungsschicht, eine erste Isolierschicht und ein erstes Pad aufweist, das erste Substrat eine erste Funktionsfläche hat, auf der eine erste Funktionsschaltung ausgebildet ist, die erste Verdrahtungsschicht elektrisch mit der ersten Funktionsschaltung verbunden ist und auf der ersten Funktionsfläche ausgebildet ist, die erste Isolierschicht die erste Verdrahtungsschicht bedeckt und auf der ersten Funktionsfläche ausgebildet ist, das erste Pad elektrisch mit der ersten Verdrahtungsschicht verbunden ist, und die erste Isolierschicht und das erste Pad von der ersten Elementvorderseitenfläche freigelegt sind.
  6. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 5, wobei die erste Elementvorderseitenfläche in Dickenrichtung der Montagefläche zugewandt ist, und das erste Halbleiterelement und das Trägersubstrat so beschaffen sind, dass das erste Pad und das erste Verdrahtungselement direkt miteinander zusammengefügt sind, und dass die erste Isolierschicht und das Basiselement direkt miteinander zusammengefügt sind.
  7. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, wobei die erste Isolierschicht aus Glas hergestellt ist.
  8. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, wobei das zweite Halbleiterelement eine zweite Elementvorderseitenfläche und eine zweite Elementrückseitenfläche hat, die in Dickenrichtung voneinander abgewandt sind, und ein zweites Substrat, eine zweite Verdrahtungsschicht, eine zweite Isolierschicht und ein zweites Pad aufweist, das zweite Substrat eine zweite Funktionsfläche hat, auf der eine zweite Funktionsschaltung ausgebildet ist, die zweite Verdrahtungsschicht elektrisch mit der zweiten Funktionsschaltung verbunden ist und auf der zweiten Funktionsfläche ausgebildet ist, die zweite Isolierschicht die zweite Verdrahtungsschicht bedeckt und auf der zweiten Funktionsfläche ausgebildet ist, das zweite Pad elektrisch mit der zweiten Verdrahtungsschicht verbunden ist, und die zweite Isolierschicht und das zweite Pad von der zweiten Elementvorderseitenfläche freigelegt sind.
  9. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 8, wobei die zweite Elementvorderseitenfläche in Dickenrichtung der Montagefläche zugewandt ist, und das zweite Halbleiterelement und das Trägersubstrat so beschaffen sind, dass das zweite Pad und das zweite Verdrahtungselement direkt miteinander zusammengefügt sind, und dass die zweite Isolierschicht und das Basiselement direkt miteinander zusammengefügt sind.
  10. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, wobei die zweite Isolierschicht aus Glas hergestellt ist.
  11. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 10, wobei das isolierende Element die zweite Spule und eine dritte Isolierschicht aufweist, und zumindest ein Abschnitt der dritten Isolierschicht in Dickenrichtung zwischen der ersten Spule und der zweiten Spule vorgesehen ist.
  12. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 11, wobei das isolierende Element eine dritte Elementvorderseitenfläche und eine dritte Elementrückseitenfläche aufweist, die in Dickenrichtung voneinander abgewandt sind, die dritte Elementrückseitenfläche in Dickenrichtung der Montagefläche zugewandt ist, die erste Spule auf der dritten Elementvorderseitenfläche angeordnet ist, und die zweite Spule auf der dritten Elementrückseitenfläche angeordnet ist.
  13. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 12, wobei das isolierende Element ein drittes Pad aufweist, das mit der ersten Spule verbunden ist, und ein viertes Pad, das mit der zweiten Spule verbunden ist, das dritte Pad, das vierte Pad und die dritte Isolierschicht von der dritten Elementrückseitenfläche freigelegt sind, und das isolierende Element und das Trägersubstrat so beschaffen sind, dass das dritte Pad und das erste Verdrahtungselement direkt miteinander zusammengefügt sind, das vierte Pad und das zweite Verdrahtungselement direkt miteinander zusammengefügt sind und die dritte Isolierschicht und das Basiselement direkt miteinander zusammengefügt sind.
  14. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei die dritte Isolierschicht aus Glas hergestellt ist.
  15. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 14, wobei das Trägersubstrat einen Wärmeableiter aufweist, der in einem Bereich angeordnet ist, der sich in Dickenrichtung gesehen mit dem ersten Halbleiterelement überlappt, und der das Basiselement in Dickenrichtung durchdringt.
  16. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 15, ferner umfassend einen ersten externen Anschluss, der elektrisch mit dem ersten Halbleiterelement verbunden ist, und einen zweiten externen Anschluss, der elektrisch mit dem zweiten Halbleiterelement verbunden ist, wobei das Trägersubstrat eine Anschlussfläche hat, die in Dickenrichtung von der Montagefläche abgewandt ist und auf der der erste externe Anschluss und der zweite externe Anschluss angeordnet sind.
  17. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 16, wobei die Substratverdrahtung ein drittes Verdrahtungselement aufweist, das elektrisch zwischen dem ersten Halbleiterelement und dem ersten externen Anschluss eingefügt ist, und ein viertes Verdrahtungselement, das elektrisch zwischen dem zweiten Halbleiterelement und dem zweiten externen Anschluss eingefügt ist, der erste externe Anschluss in Dickenrichtung gesehen außerhalb des ersten Halbleiterelements angeordnet ist, und der zweite externe Anschluss in Dickenrichtung gesehen außerhalb des zweiten Halbleiterelements angeordnet ist.
  18. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 17, ferner umfassend ein isolierendes Harzelement, das auf der Anschlussoberfläche ausgebildet ist und das sich in Dickenrichtung gesehen zwischen dem ersten externen Anschluss und dem zweiten externen Anschluss befindet.
  19. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 18, wobei sich die erste Spule und die zweite Spule in Dickenrichtung gesehen zwischen dem ersten Halbleiterelement und dem zweiten Halbleiterelement befinden.
  20. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 19, wobei die erste Spule und die zweite Spule jeweils zwei Wicklungsabschnitte aufweisen, die in einer Ebene senkrecht zur Dickenrichtung gewickelt sind, und jeder der beiden Wicklungsabschnitte in jeder der ersten Spule und der zweiten Spule ein Stromeingangsende und ein Stromausgangsende hat und die Stromeingangsenden oder die Stromausgangsenden der beiden Wicklungsabschnitte miteinander verbunden sind.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5303167B2 (ja) * 2008-03-25 2013-10-02 ローム株式会社 スイッチ制御装置及びこれを用いたモータ駆動装置
JP6591637B2 (ja) * 2013-11-13 2019-10-16 ローム株式会社 半導体装置および半導体モジュール
JP6062486B2 (ja) * 2015-05-13 2017-01-18 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置

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