DE112023000186T5 - Halbleitervorrichtung - Google Patents

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semiconductor device
lead frame
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semiconductor
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Ryoichi Kato
Yuichiro HINATA
Yuma Murata
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Fuji Electric Co Ltd
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Fuji Electric Co Ltd
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Abstract

Ein Bruch eines Drahts wird unterdrückt.Ein Verdrahtungsabschnitt (63) umfasst einen vertikalen Abschnitt (64), einen parallelen Abschnitt (65) und einen geneigten Abschnitt (66). Der vertikale Abschnitt (64) weist ein unteres Ende, das mit einem Chipverbindungsabschnitt (61) verbunden ist, und ein oberes Ende auf, das von dem Chipverbindungsabschnitt (61) vertikal nach oben ansteigt. Der parallele Abschnitt (65) ist mit dem oberen Ende des vertikalen Abschnitts (64) verbunden und erstreckt sich von dem oberen Ende parallel zu der Verdrahtungsplatte (43b, 43d) und einem Halbleiterchip (50c). Der geneigte Abschnitt (66) ist von dem parallelen Abschnitt (65) zu einem Verdrahtungsverbindungsabschnitt (62) geneigt. Selbst wenn ein Draht (71b) mit einer vorderen Oberfläche des parallelen Abschnitts (65) des Verdrahtungsabschnitts (63), der in diesem Leiterrahmen (60) enthalten ist, verbunden ist, wird eine Verzerrung des parallelen Abschnitts (65) zu einer isolierten Leiterplatte (40) unterdrückt.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die hier erörterte Ausführungsform betrifft eine Halbleitervorrichtung.
  • Hintergrund der Technik
  • Halbleitervorrichtungen umfassen Leistungsvorrichtungen. Als ein Beispiel umfassen Halbleitervorrichtungen dieses Typs eine Leistungswandlerfunktion. Leistungsvorrichtungen sind Halbleiterchips, die Bipolartransistoren mit isoliertem Gate (IGBT) und Leistungs-Metalloxidhalbleiter-Feldeffekttransistoren (MOSFET) umfassen.
  • Eine Halbleitervorrichtung umfasst ferner eine Leiterplatte, auf der Halbleiterchips montiert sind, und eine Verbindungsverdrahtung (wie etwa einen Leiterrahmen), die die Leiterplatte und die Halbleiterchips elektrisch verbindet und unter Verwendung eines Einkapselungselements eingekapselt ist. Die Verbindungsverdrahtung verbindet Hauptelektroden auf den vorderen Oberflächen der Halbleiterchips und Verdrahtungsplatten, die auf der Leiterplatte vorgesehen sind (siehe zum Beispiel PTL1 bis PTL4). Die Halbleitervorrichtung kann ferner einen Nebenschlusswiderstand umfassen. Dieser Nebenschlusswiderstand kann auch direkt durch die Verbindungsverdrahtung mit einer Verdrahtungsplatte auf der Leiterplatte verbunden sein (siehe zum Beispiel PTL5 und PTL6). Anstelle einer Leiterplatte kann die Halbleitervorrichtung einen Leiterrahmen umfassen, auf dem die Halbleiterchips angeordnet sind (siehe PTL7 bis PTL9). Die Halbleitervorrichtung kann Drähte zur Sourceerfassung umfassen. Solche Drähte können auch mit der Verbindungsverdrahtung verbunden sein (siehe zum Beispiel PTL3 und PTL4).
  • Zitationsliste
  • Patentliteratur
    • PTL1: Internationale Veröffentlichungsbroschüre Nr. WO2015/059882
    • PTL2: Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2003-332393
    • PTL3: Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2016-004796
    • PTL4: Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2019-071399
    • PTL5: Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2019-075521
    • PTL6: Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2019-075959
    • PTL7: Internationale Veröffentlichungsbroschüre Nr. WO2015/151273
    • PTL8: Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2013-243394
    • PTL9: Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 61-137352
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Technisches Problem
  • Das Verkapselungselement einer Halbleitervorrichtung kann in Abhängigkeit von den zu verkapselnden Komponenten an einer schlechten Haftung leiden. Als ein Beispiel weist das Verkapselungselement eine geringe Haftung an dem Lot auf, das die Verbindungsverdrahtung mit der Leiterplatte verbindet. Wenn ein Teil des Verkapselungselements eine geringe Haftung aufweist, kann ein Ablösen an einem solchen Teil auftreten und sich dann mit dieser Stelle als Ausgangspunkt ausbreiten. Wenn sich das Ablösen auf einen Draht zur Sourceerfassung ausbreitet, der mit der Verbindungsverdrahtung verbunden wurde, besteht die Gefahr, dass der Draht aufgrund des Ablösens bricht.
  • Die vorliegende Ausführungsform wurde im Hinblick auf das vorstehend beschriebene Problem vorgenommen und hat die Aufgabe, eine Halbleitervorrichtung bereitzustellen, bei der ein Bruch von Drähten unterdrückt wird.
  • Lösung des Problems
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Ausführungsform wird eine Halbleitervorrichtung bereitgestellt, die umfasst: einen ersten leitfähigen Abschnitt und einen zweiten leitfähigen Abschnitt, die mit einem Spalt dazwischen versehen sind; und eine Verbindungsverdrahtung, die einen ersten Verbindungsabschnitt, der mit einer ersten vorderen Oberfläche des ersten leitfähigen Abschnitts verbunden ist, einen zweiten Verbindungsabschnitt, der mit einer zweiten vorderen Oberfläche des zweiten leitfähigen Abschnitts verbunden ist, und einen Verdrahtungsabschnitt, der den Spalt überspannt und den ersten Verbindungsabschnitt und den zweiten Verbindungsabschnitt verbindet, umfasst, wobei der Verdrahtungsabschnitt umfasst: einen vertikalen Abschnitt, dessen unteres Ende mit dem ersten Verbindungsabschnitt verbunden ist und dessen oberes Ende in Bezug auf den ersten Verbindungsabschnitt vertikal nach oben ansteigt; einen parallelen Abschnitt, der sich parallel zu dem ersten leitfähigen Abschnitt und dem zweiten leitfähigen Abschnitt von dem oberen Ende des vertikalen Abschnitts erstreckt; und einen geneigten Abschnitt, der von dem parallelen Abschnitt in Richtung des zweiten Verbindungsabschnitts geneigt ist.
  • Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
  • Gemäß der vorliegenden Offenbarung wird ein Bruch von Drähten unterdrückt, was einen Abfall der Zuverlässigkeit verhindert.
  • Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Ausführungsform sollten aus der folgenden Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen, die beispielhaft und erläuternd sind, deutlich werden.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
    • [1] 1 ist eine Draufsicht einer Halbleitervorrichtung gemäß einer Ausführungsform.
    • [2] 2 ist eine Draufsicht eines Gehäusebereichs in einem Gehäuse, das in der Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform enthalten ist.
    • [3] 3 ist eine Draufsicht einer Halbleitereinheit, die in der Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform enthalten ist.
    • [4] 4 ist eine Draufsicht einer isolierten Leiterplatte einer Halbleitereinheit, die in der Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform enthalten ist.
    • [5] 5 ist eine Querschnittsansicht einer Halbleitereinheit, die in der Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform enthalten ist.
    • [6] 6 ist eine Querschnittsansicht eines Leiterrahmens, der in der Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform enthalten ist.
    • [7] 7 ist eine Draufsicht eines Leiterrahmens, der in der Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform enthalten ist.
    • [8] 8 ist eine Querschnittsansicht (vor dem Drahtbonden) eines Leiterrahmens, der in einer Halbleitervorrichtung enthalten ist, die ein Vergleichsbeispiel ist.
    • [9] 9 ist eine Querschnittsansicht (nach dem Drahtbonden) des Leiterrahmens, der in der Halbleitervorrichtung enthalten ist, die das Vergleichsbeispiel ist.
    • [10] 10 ist eine Querschnittsansicht eines Leiterrahmens, der in einer Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform (Modifikation 1) enthalten ist.
    • [11] 11 ist eine Draufsicht des Leiterrahmens, der in der Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform (Modifikation 1) enthalten ist.
    • [12] 12 ist eine Querschnittsansicht eines Leiterrahmens, der in einer Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform (Modifikation 2) enthalten ist.
    • [13] 13 ist eine Draufsicht des Leiterrahmens, der in der Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform (Modifikation 2) enthalten ist.
  • Beschreibung von Ausführungsformen
  • Eine Ausführungsform wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es sei angemerkt, dass sich in der folgenden Beschreibung die Ausdrücke „vordere Oberfläche“ und „obere Oberfläche“ auf eine X-Y-Ebene beziehen, die nach oben (in der „+Z-Richtung“) für eine Halbleitervorrichtung 10 in den Zeichnungen zeigt. Auf die gleiche Weise bezieht sich der Ausdruck „nach oben“ auf die Aufwärtsrichtung (oder „+Z-Richtung“) für die in 1 dargestellte Halbleitervorrichtung 10. Die Ausdrücke „hintere Oberfläche“ und „untere Oberfläche“ beziehen sich auf eine X-Y-Ebene, die nach unten (das heißt in der „-Z-Richtung“) für die in den Zeichnungen dargestellte Halbleitervorrichtung 10 zeigt. Auf die gleiche Weise bezieht sich der Ausdruck „nach unten“ auf die Abwärtsrichtung (oder „-Z-Richtung“) für die in 1 dargestellte Halbleitervorrichtung 10. Diese Ausdrücke werden nach Bedarf verwendet, um sich auf die gleichen Richtungen in den anderen Zeichnungen zu beziehen. Der Ausdruck „hoch“ bezieht sich auf eine obere (das heißt „+Z-Seite“) Position auf der Halbleitervorrichtung 10 in den Zeichnungen. Auf die gleiche Weise bezieht sich der Ausdruck „niedrig“ auf eine untere (das heißt „-Z-Seite“) Position auf der Halbleitervorrichtung 10 in den Zeichnungen. Die Ausdrücke „vordere Oberfläche“, „obere Oberfläche“, „nach oben“, „hintere Oberfläche“, „untere Oberfläche“, „nach unten“ und „Seitenfläche“ sind lediglich praktische Ausdrücke, die verwendet werden, um relative Positionsbeziehungen zu spezifizieren, und sollen den technischen Umfang der vorliegenden Ausführungsform nicht einschränken. Als ein Beispiel bedeuten „nach oben“ und „nach unten“ nicht notwendigerweise Richtungen, die senkrecht zum Boden sind. Das heißt, die Richtungen „nach oben“ und „nach unten“ sind nicht auf die Richtung der Schwerkraft beschränkt. Zusätzlich bezieht sich in der folgenden Beschreibung der Ausdruck „Hauptkomponente“ auf eine Komponente, die 80 Vol.-% oder mehr ausmacht.
  • Eine Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf 1 und 2 beschrieben. 1 ist eine Draufsicht einer Halbleitervorrichtung gemäß einer Ausführungsform und 2 ist eine Draufsicht eines Gehäusebereichs in einem Gehäuse, das in der Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform enthalten ist. Es sei angemerkt, dass 2 eine Draufsicht eines Anschlussstapels 25b (eines ersten Leistungsanschlusses 22b, einer Isolierschicht 23b und eines zweiten Leistungsanschlusses 24b) der Halbleitervorrichtung 10 ist. Ein Gehäusebereich 21e2 in einem Hauptkörper 21 ist durch eine gestrichelte Linie angegeben. Obwohl 2 nur den Gehäusebereich 21e2 und den Anschlussstapel 25b darstellt, können Gehäusebereiche 21e1 und 21e3 und Anschlussstapel 25a und 25c auch auf die gleiche Weise dargestellt sein.
  • Die Halbleitervorrichtung 10 umfasst Halbleitereinheiten (nicht dargestellt), eine wärmeableitende Grundplatte (nicht dargestellt), auf der die Halbleitereinheiten angeordnet sind, und ein Gehäuse 20, das auf der wärmeableitenden Grundplatte angeordnet ist und die Halbleitereinheiten aufnimmt. Es sei angemerkt, dass die Halbleitereinheiten und die wärmeableitende Grundplatte später ausführlich beschrieben werden. Das Gehäuse 20 umfasst den Hauptkörper 21, die Anschlussstapel 25a bis 25c, einen U-Anschluss 27a, einen V-Anschluss 27b, einen W-Anschluss 27c und Steueranschlüsse (hier nicht dargestellt, siehe 3).
  • Der Hauptkörper 21 ist von oben betrachtet im Wesentlichen rechteckig und ist auf allen vier Seiten von einem ersten bis vierten Seitenabschnitt 21a bis 21d in dieser Reihenfolge umgeben. Der erste Seitenabschnitt 21a und der dritte Seitenabschnitt 21c entsprechen langen Seiten und der zweite Seitenabschnitt 21b und der vierte Seitenabschnitt 21d entsprechen kurzen Seiten. Es sei angemerkt, dass der in 1 dargestellte Hauptkörper 21 eine Konfiguration aufweist, bei der Befestigungslöcher an einem Eckabschnitt, der durch den ersten Seitenabschnitt 21a und den zweiten Seitenabschnitt 21b gebildet ist, und einem Eckabschnitt, der durch den dritten Seitenabschnitt 21c und den vierten Seitenabschnitt 21d gebildet ist, vorgesehen sind.
  • Der Hauptkörper 21 umfasst Gehäusebereiche 21e1 bis 21e3 und Steuerrahmenabschnitte 26a bis 26c. Die Gehäusebereiche 21e1 bis 21e3 sind durch die Steuerrahmenabschnitte 26a und 26b unterteilt. Die Gehäusebereiche 21e1 bis 21e3 sind durch die Steuerrahmenabschnitte 26a und 26b in einem Zwischenteil des Hauptkörpers 21 unterteilt, wenn von oben betrachtet, und sind Räume, die entlang der Längsrichtung (das heißt entlang des ersten und dritten Seitenabschnitts 21a und 21c) des Hauptkörpers 21 vorgesehen sind. Es sei angemerkt, dass der vierte Seitenabschnitt 21d des Gehäusebereichs 21e3 den Steuerrahmenabschnitt 26c umfassen kann. Eine Halbleitereinheit ist in jedem der Gehäusebereiche 21e1 bis 21e3 aufgenommen. Wenn von oben betrachtet, können die Gehäusebereiche 21e1 bis 21e3 jeweils so geformt und bemessen sein, dass sie eine Halbleitereinheit aufnehmen können. Als ein Beispiel kann diese Form rechteckig sein. Wenn Halbleitereinheiten in den Gehäusebereichen 21e1 bis 21e3 aufgenommen wurden, wie in 1 dargestellt, ist die Innenseite der Gehäusebereiche 21e1 bis 21e3 mit Einkapselungsharz eingekapselt (siehe das Einkapselungselement 29 in 5). Das Einkapselungselement umfasst ein wärmehärtbares Harz und einen Füllstoff, der in dem wärmehärtbaren Harz enthalten ist. Als Beispiele ist das wärmehärtbare Harz Epoxidharz, Phenolharz oder Maleimidharz. Der Füllstoff ist Siliziumoxid, Aluminiumoxid, Bornitrid oder Aluminiumnitrid.
  • Der Hauptkörper 21 umfasst die Anschlussstapel 25a bis 25c entlang des ersten Seitenabschnitts 21a. Die Anschlussstapel 25a bis 25c sind vom ersten Seitenabschnitt 21a freigelegt. Der Hauptkörper 21 umfasst den U-Anschluss 27a, den V-Anschluss 27b und den W-Anschluss 27c entlang des dritten Seitenabschnitts 21c. Der U-Anschluss 27a, der V-Anschluss 27b und der W-Anschluss 27c sind von einer vorderen Oberfläche des dritten Seitenabschnitts 21c freigelegt. Steueranschlüsse sind an jedem der Steuerrahmenabschnitte 26a bis 26c vorgesehen.
  • Der Hauptkörper 21 und die Steuerrahmenabschnitte 26a bis 26c sind unter Verwendung von thermoplastischem Harz geformt. Als Beispiele ist das thermoplastische Harz Polyphenylensulfid(PPS)-Harz, Polybutylenterephthalat(PBT)-Harz, Polybutylensuccinat(PBS)-Harz, Polyamid(PA)-Harz oder Acrylnitril-Butadien-Styrol(ABS)-Harz. Der Hauptkörper 21 ist durch Umspritzen aus solchen Materialien geformt, um die Anschlussstapel 25a bis 25c, den U-Anschluss 27a, den V-Anschluss 27b und den W-Anschluss 27c zu umfassen. Die Steuerrahmenabschnitte 26a bis 26c sind durch Umspritzen gebildet, um die Steueranschlüsse zu umfassen. Die Steuerrahmenabschnitte 26a bis 26c können separat an dem Hauptkörper 21 angebracht sein.
  • Die Anschlussstapel 25a bis 25c werden durch Stapeln erster Leistungsanschlüsse 22a bis 22c, Isolierschichten 23a bis 23c bzw. zweiter Leistungsanschlüsse 24a bis 24c hergestellt.
  • Ein Ende der vorderen Oberfläche jedes ersten Leistungsanschlusses 22a bis 22c ist entlang der Längsrichtung (das heißt entlang des ersten Seitenabschnitts 21a) zu Anschlussbereichen 21a1 bis 21a3 auf dem ersten Seitenabschnitt 21a des Hauptkörpers 21 freigelegt. Hier steht ein Ende jedes der ersten Leistungsanschlüsse 22a bis 22c von dem ersten Seitenabschnitt 21a nach außen (in der -Y-Richtung) vor. Die anderen Enden der ersten Leistungsanschlüsse 22a bis 22c sind auf der Innenseite des Hauptkörpers 21 (das heißt innerhalb der Gehäusebereiche 21e1 bis 21e3) mit Stellen elektrisch verbunden, die den N-Anschlüssen der in den Halbleitereinheiten enthaltenen Halbleiterchips entsprechen. Die ersten Leistungsanschlüsse 22a bis 22c sind als flache Platten geformt. Die ersten Leistungsanschlüsse 22a bis 22c sind aus Metall mit überlegener Leitfähigkeit hergestellt. Beispiele für solche Metalle sind Kupfer, Kupferlegierung, Aluminium und Aluminiumlegierung.
  • Ein Ende der vorderen Oberfläche jedes zweiten Leistungsanschlusses 24a bis 24c steht von dem ersten Seitenabschnitt 21a nach außen (in der -Y-Richtung) vor. Die zweiten Leistungsanschlüsse 24a bis 24c sind entlang der Längsrichtung (das heißt entlang des ersten Seitenabschnitts 21a) auf dem ersten Seitenabschnitt 21a des Hauptkörpers 21 freigelegt. Das eine Ende jedes der zweiten Leistungsanschlüsse 24a bis 24c ist so angeordnet, dass es freigelegt ist. Es sei angemerkt, dass vordere Endabschnitte (oder „Terrassenabschnitte“ 28a, 28b, 28c) der Isolierschichten 23a bis 23c bei Betrachtung von oben zwischen den vorderen Endabschnitten der ersten Leistungsanschlüsse 22a bis 22c und den vorderen Endabschnitten der zweiten Leistungsanschlüsse 24a bis 24c positioniert sind. Dadurch wird eine elektrische Isolierung zwischen den ersten Leistungsanschlüssen 22a bis 22c und den zweiten Leistungsanschlüssen 24a bis 24c aufrechterhalten. Die anderen Enden der zweiten Leistungsanschlüsse 24a bis 24c sind innerhalb des Hauptkörpers 21 (das heißt innerhalb der Gehäusebereiche 21e1 bis 21e3) mit Stellen elektrisch verbunden, die P-Anschlüssen der in den Halbleitereinheiten enthaltenen Halbleiterchips entsprechen. Die zweiten Leistungsanschlüsse 24a bis 24c sind als flache Platten geformt. Die zweiten Leistungsanschlüsse 24a bis 24c sind aus Metall mit überlegener Leitfähigkeit hergestellt. Beispiele für solche Metalle sind Kupfer, Kupferlegierung, Aluminium und Aluminiumlegierung.
  • Die Isolierschichten 23a bis 23c sind aus einem Isoliermaterial hergestellt, das elektrisch isolierend ist. Beispiele für ein solches Isoliermaterial umfassen Isolierpapier, das aus einem vollständig aromatischen Polyamidpolymer hergestellt ist, oder ein blattartiges Material, das aus einem Harzmaterial auf Fluorbasis oder Polyimidbasis gebildet ist.
  • Die Steueranschlüsse, die in den Steuerrahmenabschnitten 26a bis 26c enthalten sind, sind durch Umspritzen entlang der Steuerrahmenabschnitte 26a bis 26c enthalten. Als ein Beispiel, wie in 3 dargestellt und später beschrieben, sind die Steueranschlüsse 26b1 bis 26b4, die in dem Steuerrahmenabschnitt 26b enthalten sind, J-förmig, wenn sie von der Seite betrachtet werden (das heißt, wenn sie vom Pfeil in der Y-Richtung betrachtet werden). Ein Ende von jedem der Steueranschlüsse 26b1 bis 26b4 erstreckt sich vertikal nach oben (in der +Z-Richtung) von der vorderen Oberfläche des Steuerrahmenabschnitts 26b. Die anderen Enden der Steueranschlüsse 26b1 bis 26b4 sind zur Seite des Gehäusebereichs 21e2 des Steuerrahmenabschnitts 26b freigelegt. Die Steueranschlüsse 26b1 bis 26b4 sind direkt innerhalb des Gehäusebereichs 21e2 durch Verdrahtungselemente mit den Steuerelektroden der in den Halbleitereinheiten enthaltenen Halbleiterchips verbunden. Auf die gleiche Weise wie der Steuerrahmenabschnitt 26b sind die Steueranschlüsse, die in den Steuerrahmenabschnitten 26a und 26c (nicht dargestellt) enthalten sind, innerhalb der Gehäusebereiche 21e1 und 21e3 durch Verdrahtungselemente mit den Steuerelektroden der in den Halbleitereinheiten enthaltenen Halbleiterchips verbunden. Es sei angemerkt, dass als Beispiele die Verdrahtungselemente Drähte 70a, 70b, 71a, 71b, 71c, 71d, 72a und 72b sind. Alternativ können die Verdrahtungselemente Leiterrahmen sein. Die Verdrahtungselemente sind aus einem Material mit überlegener Leitfähigkeit hergestellt. Beispiele für solche Materialien umfassen Metalle (wie etwa Aluminium und Kupfer) oder Legierungen, die mindestens eines dieser Metalle enthalten. Die Steueranschlüsse sind auch aus Metall mit überlegener Leitfähigkeit hergestellt. Beispiele für solches Metall umfassen Kupfer, Kupferlegierung, Aluminium und Aluminiumlegierung.
  • Die anderen Enden des U-Anschlusses 27a, des V-Anschlusses 27b und des W-Anschlusses 27c sind innerhalb der Gehäusebereiche 21e1 bis 21e3 mit den Sourceelektroden (oder Emitterelektroden) der Halbleiterchips der Halbleitereinheiten elektrisch verbunden. Es sei angemerkt, dass 2 den V-Anschluss 27b darstellt. Die anderen Enden des U-Anschlusses 27a und des W-Anschlusses 27c sind in Bezug auf die Gehäusebereiche 21e1 und 21e3 auf die gleiche Weise bereitgestellt. Auf dem dritten Seitenabschnitt 21c des Hauptkörpers 21 sind jeweils ein Ende des U-Anschlusses 27a, des V-Anschlusses 27b und des W-Anschlusses 27c entlang der Längsrichtung (des dritten Seitenabschnitts 21c) des Hauptkörpers 21 freigelegt. Die anderen Enden der zweiten Leistungsanschlüsse 24a bis 24c sind innerhalb des Hauptkörpers 21 (das heißt innerhalb der Gehäusebereiche 21e1 bis 21e3) mit Stellen elektrisch verbunden, die P-Anschlüssen der in den Halbleitereinheiten enthaltenen Halbleiterchips entsprechen. Der U-Anschluss 27a, der V-Anschluss 27b und der W-Anschluss 27c sind aus Metall mit überlegener Leitfähigkeit hergestellt. Beispiele für solche Metalle umfassen Kupfer, Kupferlegierung, Aluminium und Aluminiumlegierung.
  • Als Nächstes wird die auf der wärmeableitenden Grundplatte angeordnete Halbleitereinheit unter Bezugnahme auf 3 bis 5 beschrieben. 3 ist eine Draufsicht einer Halbleitereinheit, die in der Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform enthalten ist. 4 ist eine Draufsicht einer isolierten Leiterplatte einer Halbleitereinheit, die in der Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform enthalten ist. 5 ist eine Querschnittsansicht einer Halbleitereinheit, die in der Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform enthalten ist. Es sei angemerkt, dass 4 nur die in 3 erscheinende isolierte Leiterplatte darstellt. 5 ist eine Querschnittsansicht entlang der Kettenlinie Y-Y in 3.
  • Wie in 5 dargestellt, ist eine Halbleitereinheit 30 auf der wärmeableitenden Grundplatte 45 über ein Verbindungselement (nicht dargestellt) angeordnet. Es sei angemerkt, dass das Gehäuse 20 auf der wärmeableitenden Grundplatte 45 über einen Klebstoff angeordnet ist. Dabei ist eine Halbleitereinheit 30 in jedem der Gehäusebereiche 21e1 bis 21e3 des Gehäuses 20 aufgenommen. Jede Halbleitereinheit 30 umfasst eine isolierte Leiterplatte 40, Halbleiterchips 50a bis 50d und Leiterrahmen 60a bis 60d.
  • Es sei angemerkt, dass Lot oder gesintertes Material als ein Verbindungselement verwendet wird, das die wärmeableitende Grundplatte 45 mit den Halbleitereinheiten 30 (den isolierten Leiterplatten 40) verbindet. Als Lot wird bleifreies Lot oder Bleilot verwendet. Bleifreies Lot weist eine Legierung auf, die zum Beispiel mindestens zwei von Zinn, Silber, Kupfer, Zink, Antimon, Indium und Wismut als eine Hauptkomponente enthält. Das Lot kann zusätzlich Additive enthalten. Beispielhafte Additive sind Nickel, Germanium, Kobalt und Silizium. Das Einbeziehen von Additiven in das Lot verbessert die Benetzbarkeit, den Glanz und die Bindungsfestigkeit, was die Zuverlässigkeit verbessert. Bleilot enthält zusätzlich Blei. Als ein Beispiel wird ein Metallmaterial, das mindestens eines von Kupfer, Kupferlegierung, Nickel, Nickellegierung, Silber und Silberlegierung enthält, als das gesinterte Material verwendet.
  • Die isolierte Leiterplatte 40 ist von oben betrachtet rechteckig. Die isolierte Leiterplatte 40 umfasst eine Isolierplatte 41, eine Metallplatte 42, die auf einer hinteren Oberfläche der Isolierplatte 41 ausgebildet ist, und eine Mehrzahl von Verdrahtungsplatten 43a bis 43g, die auf der vorderen Oberfläche der Isolierplatte 41 ausgebildet sind. Von oben betrachtet sind die äußeren Formen der Mehrzahl von Verdrahtungsplatten 43a bis 43g und die Metallplatte 42 kleiner als die äußere Form der Isolierplatte 41 und sind innerhalb des Umrisses der Isolierplatte 41 ausgebildet. Es sei angemerkt, dass die Formen, Anzahl und Größen der Mehrzahl von Verdrahtungsplatten 43a bis 43g in der vorliegenden Ausführungsform lediglich Beispiele sind. Die Mehrzahl von Verdrahtungsplatten 43a bis 43g ist ein spezifisches Beispiel für „leitfähige Abschnitte“.
  • Die Isolierplatte 41 ist von oben betrachtet rechteckig. Die Eckabschnitte der Isolierplatte 41 können abgeschrägt sein. Als Beispiele können die Eckabschnitte in abgerundete oder abgeschrägte Formen abgeschrägt sein. Die Isolierplatte 41 ist auf allen vier Seiten von einer langen Seite 41a, einer kurzen Seite 41b, einer langen Seite 41c und einer kurzen Seite 41d in dieser Reihenfolge als äußere Umfangsseiten umgeben. Die Isolierplatte 41 umfasst auch Eckabschnitte 41e bis 41h. Der Eckabschnitt 41e ist durch die lange Seite 41a und die kurze Seite 41b gebildet. Der Eckabschnitt 41f ist durch die kurze Seite 41b und die lange Seite 41c gebildet. Der Eckabschnitt 41g ist durch die lange Seite 41c und die kurze Seite 41d gebildet. Der Eckabschnitt 41h ist durch die kurze Seite 41d und die lange Seite 41a gebildet. Diese Isolierplatte 41 ist aus Keramik mit günstiger Wärmeleitfähigkeit hergestellt. Beispielhafte Keramik sind aus einem Material mit Aluminiumoxid, Aluminiumnitrid oder Siliziumnitrid als Hauptkomponente hergestellt. Die Dicke der Isolierplatte 41 beträgt beispielsweise 0,2 mm oder mehr und 2,0 mm oder weniger.
  • Die Metallplatte 42 ist von oben betrachtet rechteckig. Eckabschnitte der Metallplatte 42 können beispielsweise in abgerundete oder abgeschrägte Formen abgeschrägt sein. Die Metallplatte 42 ist kleiner als die Isolierplatte 41 und ist auf der gesamten hinteren Oberfläche der Isolierplatte 41 mit Ausnahme von Randabschnitten ausgebildet. Die Metallplatte 42 ist aus einem Metall mit überlegener Wärmeleitfähigkeit als Hauptkomponente hergestellt. Beispielhafte Metalle umfassen Kupfer, Aluminium und eine Legierung, die mindestens eines dieser Metalle umfasst. Die Dicke der Metallplatte 42 beträgt beispielsweise 0,1 mm oder mehr und 2,0 mm oder weniger. Eine Plattierungsbehandlung kann durchgeführt werden, um die Korrosionsbeständigkeit der Metallplatte 42 zu verbessern. Dabei sind Beispiele für das verwendete Plattierungsmaterial Nickel, Nickel-Phosphor-Legierung und Nickel-Bor-Legierung.
  • Die Verdrahtungsplatten 43a bis 43h sind über die gesamte Oberfläche der Isolierplatte 41 mit Ausnahme von Randabschnitten ausgebildet. Von oben betrachtet ist es bevorzugt, dass Ränder der Verdrahtungsplatten 43a bis 43g, die dem Außenumfang der Isolierplatte 41 zugewandt sind, mit Rändern der Metallplatte 42 auf den Außenumfangsseiten der Isolierplatte 41 zusammenfallen. Dies führt dazu, dass ein günstiges Spannungsgleichgewicht in der isolierten Leiterplatte 40 mit der Metallplatte 42 auf der hinteren Oberfläche der Isolierplatte 41 aufrechterhalten wird. Dadurch wird eine Beschädigung, wie beispielsweise ein übermäßiges Verziehen und Reißen der Isolierplatte 41, unterdrückt. Es sei angemerkt, dass die zwei Bereiche, die mit gestrichelten Linien an der Oberseite (in der +Y-Richtung) jeder der Verdrahtungsplatten 43a und 43b angegeben sind, jeweils Chipbereiche 50a1 und 50c1 der zwei Halbleiterchips 50a und 50c angeben. Die zwei Bereiche, die mit gestrichelten Linien an der Unterseite (in der -Y-Richtung) jeder der Verdrahtungsplatten 43c und 43d angegeben sind, geben jeweils Chipbereiche 50b1 und 50d1 der zwei Halbleiterchips 50b und 50d an. Die Dicke der Verdrahtungsplatten 43a bis 43h beträgt beispielsweise 0,1 mm oder mehr und 2,0 mm oder weniger. Die Verdrahtungsplatten 43a bis 43h sind aus einem Metall mit überlegener elektrischer Leitfähigkeit hergestellt. Beispielhafte Metalle sind Kupfer, Aluminium oder eine Legierung, die mindestens eines dieser Metalle enthält. Eine Plattierungsbehandlung kann auch auf den Oberflächen der Verdrahtungsplatten 43a bis 43h durchgeführt werden, um die Korrosionsbeständigkeit zu verbessern. Dabei ist das verwendete Plattierungsmaterial beispielsweise Nickel, Nickel-Phosphor-Legierung oder Nickel-Bor-Legierung.
  • Die Verdrahtungsplatte 43a ist auf der langen Seite 41a der Isolierplatte 41 von der kurzen Seite 41b zur kurzen Seite 41d entlang der langen Seite 41a gebildet. Eine Aussparung ist in der langen Seite 41c eines unteren (-Y-Richtung) Teils der Verdrahtungsplatte 43a gebildet. Die Verdrahtungsplatte 43b ist so gebildet, dass sie im Wesentlichen Liniensymmetrie mit der Verdrahtungsplatte 43a um eine Mittellinie in der ±Y-Richtung aufweist. Die Verdrahtungsplatte 43b ist auf der langen Seite 41c der Isolierplatte 41 von der kurzen Seite 41b zur kurzen Seite 41d entlang der langen Seite 41c gebildet. Eine Aussparung ist in der langen Seite 41a eines unteren (-Y-Richtung) Teils der Verdrahtungsplatte 43b gebildet.
  • Die Verdrahtungsplatte 43c ist benachbart zur Verdrahtungsplatte 43a und parallel zur langen Seite 41a gebildet und erstreckt sich in der -Y-Richtung von der kurzen Seite 41b. Ein -Y-Richtungsende der Verdrahtungsplatte 43c ist von der kurzen Seite 41d entfernt angeordnet. Eine Aussparung ist auf halbem Weg in einem langen Seite 41c-Seitenabschnitt eines oberen (+Y-Richtung) Teils der Verdrahtungsplatte 43c gebildet. Die Verdrahtungsplatte 43d ist so gebildet, dass sie im Wesentlichen Liniensymmetrie mit der Verdrahtungsplatte 43c um eine Mittellinie in der ±Y-Richtung aufweist. Die Verdrahtungsplatte 43d ist benachbart zu einem oberen Teil (in der +Y-Richtung) der Verdrahtungsplatte 43b parallel zur langen Seite 41c gebildet und erstreckt sich von der kurzen Seite 41b in der -Y-Richtung. Ein - Y-Richtungsende der Verdrahtungsplatte 43d ist von der kurzen Seite 41d entfernt angeordnet. Eine Aussparung ist auf halbem Weg in einem langen Seite 41a-Seitenabschnitt eines oberen (+Y-Richtung) Teils der Verdrahtungsplatte 43d gebildet.
  • Die Verdrahtungsplatte 43e ist in einem Bereich angeordnet, der von dem unteren Abschnitt (-Y-Richtung) der Verdrahtungsplatte 43a, dem unteren Abschnitt (-Y-Richtung) der Verdrahtungsplatte 43c, der kurzen Seite 41d und der Verdrahtungsplatte 43c umgeben ist. Das heißt, die Verdrahtungsplatte 43e ist im Wesentlichen L-förmig. Die Verdrahtungsplatte 43f ist so gebildet, dass sie im Wesentlichen Liniensymmetrie in Bezug auf die Verdrahtungsplatte 43e um die Mittellinie in der ±Y-Richtung aufweist. Die Verdrahtungsplatte 43f ist in einem Bereich angeordnet, der von einem unteren Abschnitt (-Y-Richtung) der Verdrahtungsplatte 43b, der Verdrahtungsplatte 43d, der kurzen Seite 41d und der Verdrahtungsplatte 43d umgeben ist. Das heißt, die Verdrahtungsplatte 43e ist im Wesentlichen L-förmig.
  • Die Verdrahtungsplatte 43g ist von oben betrachtet I-förmig und ist parallel zur langen Seite 41a auf einer Verdrahtungsplatte 43c-Seite eines Bereichs angeordnet, der von den Aussparungen in den Verdrahtungsplatten 43c und 43d umgeben ist. Die Verdrahtungsplatte 43h ist von oben betrachtet L-förmig und ist parallel zur langen Seite 41c auf der Verdrahtungsplatte 43d-Seite des Bereichs angeordnet, der von den Aussparungen in den Verdrahtungsplatten 43c und 43d umgeben ist. Die Verdrahtungsplatte 43h ist so angeordnet, dass sie die lange Seite 41c-Seite und die kurze Seite 41d-Seite der Verdrahtungsplatte 43g umgibt. Die Verdrahtungsplatte 43i ist von oben betrachtet I-förmig und ist parallel zu den langen Seiten 41a und 41c zwischen den Verdrahtungsplatten 43c und 43d angeordnet.
  • Verbindungsabschnitte eines der zweiten Leistungsanschlüsse 24a bis 24c sind mit unteren Abschnitten (in der -Y-Richtung) der Verdrahtungsplatten 43a und 43b jeder isolierten Leiterplatte 40 verbunden. Es sei angemerkt, dass 3 einen Fall darstellt, in dem interne Verbindungsabschnitte 24b1 und 24b2 des zweiten Leistungsanschlusses 24b mit den Verdrahtungsplatten 43a bzw. 43b verbunden sind. Verbindungsabschnitte eines der ersten Leistungsanschlüsse 22a bis 22c sind mit unteren Abschnitten (in der -Y-Richtung) der Verdrahtungsplatten 43c und 43d jeder isolierten Leiterplatte 40 verbunden. Es sei angemerkt, dass 3 einen Fall darstellt, in dem interne Verbindungsabschnitte 22b1 und 22b2 des ersten Leistungsanschlusses 22b mit den Verdrahtungsplatten 43c bzw. 43d verbunden sind. Verbindungsabschnitte eines des U-Anschlusses 27a, des V-Anschlusses 27b und des W-Anschlusses 27c sind jeweils mit oberen Abschnitten (in der +Y-Richtung) der Verdrahtungsplatten 43c und 43d jeder isolierten Leiterplatte 40 verbunden. Es sei angemerkt, dass 3 einen Fall darstellt, in dem interne Verbindungsabschnitte 27b1 und 27b2 des V-Anschlusses 27b mit den Verdrahtungsplatten 43c bzw. 43d verbunden sind.
  • Als Beispiele kann eine Direct Copper Bonding (DCB)-Platte oder eine Active Metal Brazed (AMB)-Platte als die isolierte Leiterplatte 40 mit der oben beschriebenen Konfiguration verwendet werden. Die isolierte Leiterplatte 40 strahlt Wärme ab, die durch die Halbleiterchips 50a bis 50d erzeugt wird, was später beschrieben wird, indem die Wärme über die Verdrahtungsplatten 43a bis 43d, die Isolierplatte 41 und die Metallplatte 42 zu der hinteren Oberflächenseite der isolierten Leiterplatte 40 geleitet wird.
  • Die Halbleiterchips 50a bis 50d sind Leistungsvorrichtungen, die aus Siliziumcarbid hergestellt sind. Ein Beispiel dieses Typs von Leistungsvorrichtung ist ein Leistungs-MOSFET. Diese Halbleiterchips 50a bis 50d sind mit Drainelektroden als Eingangselektroden (Hauptelektroden) auf ihren jeweiligen hinteren Oberflächen und Gateelektroden als Steuerelektroden 51a bis 51d und Sourceelektroden als Ausgangselektroden 52a bis 52d (Hauptelektroden) auf ihren jeweiligen vorderen Oberflächen ausgestattet. Es sei angemerkt, dass die Ausgangselektroden 52a bis 52d ein spezifisches Beispiel für „leitfähige Abschnitte“ sind.
  • Die Halbleiterchips 50a bis 50d können Leistungsvorrichtungen sein, die aus Silizium hergestellt sind. Ein Beispiel dieses Typs von Leistungsvorrichtung ist ein rückwärts leitender (RC)-IGBT. Ein RC-IGBT ist eine Kombination aus einem IGBT als ein Schaltelement und einer Freilaufdiode (FWD) als ein Diodenelement, die in einem einzelnen Chip implementiert sind. Als ein Beispiel weisen solche Halbleiterchips 50a bis 50d jeweils eine Kollektorelektrode als eine Eingangselektrode (Hauptelektrode) auf ihren jeweiligen hinteren Oberflächen und eine Gateelektrode als eine Steuerelektrode und eine Emitterelektrode als eine Ausgangselektrode (Hauptelektrode) auf ihren jeweiligen vorderen Oberflächen auf.
  • Es sei angemerkt, dass in der vorliegenden Ausführungsform eine Mehrzahl von Halbleiterchips 50a bis 50d auf den Verdrahtungsplatten 43a bis 43d über die oben beschriebenen Verbindungselemente (siehe das Verbindungselement 46 in 6) angeordnet ist. 3 stellt eine Konfiguration dar, bei der Chips in Paaren angeordnet sind. In diesem Fall sind die Halbleiterchips 50a bis 50d so angeordnet, dass die Steuerelektroden 51a bis 51d der Chips in einem Paar einander zugewandt sind.
  • Die Leiterrahmen 60a bis 60d verbinden die Ausgangselektroden auf den vorderen Oberflächen der Halbleiterchips 50a bis 50d und die Verdrahtungsplatten 43a bis 43f elektrisch. Jeder Leiterrahmen 60a verbindet einen Halbleiterchip 50a und die Verdrahtungsplatte 43c elektrisch und mechanisch. Jeder Leiterrahmen 60b verbindet einen Halbleiterchip 50b und die Verdrahtungsplatte 43e elektrisch und mechanisch. Jeder Leiterrahmen 60c verbindet einen Halbleiterchip 50c und die Verdrahtungsplatte 43d elektrisch und mechanisch. Jeder Leiterrahmen 60d verbindet einen Halbleiterchip 50d und die Verdrahtungsplatte 43f elektrisch und mechanisch.
  • Ein Ende jedes Leiterrahmens 60a bis 60d ist unter Verwendung des vorstehend beschriebenen Lots als ein Verbindungselement 46 mit der Ausgangselektrode eines der Halbleiterchips 50a bis 50d verbunden. Das andere Ende jedes Leiterrahmens 60a bis 60d ist unter Verwendung des vorstehend beschriebenen Verbindungselements 46 mit einer der Verdrahtungsplatten 43c, 43e, 43d und 43f verbunden. Die Leiterrahmen 60a bis 60d sind aus einem Material mit überlegener elektrischer Leitfähigkeit hergestellt. Als Beispiele kann ein solches Material Kupfer, Aluminium oder eine Legierung sein, die mindestens eines dieser Metalle enthält. Die Oberflächen der Leiterrahmen 60a bis 60d können auch einer Plattierungsbehandlung unterzogen werden, um die Korrosionsbeständigkeit zu verbessern. Als Beispiele kann das Plattierungsmaterial in diesem Gehäuse Nickel, Nickel-Phosphor-Legierung oder Nickel-Bor-Legierung sein. Wenn nicht zwischen ihnen unterschieden wird, werden die Leiterrahmen 60a bis 60d nachstehend als die „Leiterrahmen 60“ beschrieben. Die Leiterrahmen 60 werden später ausführlich beschrieben.
  • Die Steuerelektroden 51a bis 51d der Halbleiterchips 50a bis 50d sind durch Drähte mit Steueranschlüssen elektrisch verbunden, die auf den Steuerrahmenabschnitten 26a bis 26c enthalten sind. Als ein Beispiel, wie in 3 dargestellt, sind die Steuerelektroden 51a der Halbleiterchips 50a mit dem Steueranschluss 26b1 über Drähte 70a elektrisch verbunden, die über die Verdrahtungsplatte 43g verbunden sind. Die Steuerelektroden 51b und 51d der Halbleiterchips 50b und 50d sind über die Drähte 70b mit dem Steueranschluss 26b3 elektrisch verbunden. Die Steuerelektroden 51c der Halbleiterchips 50c sind über die Drähte 70a mit dem Steueranschluss 26b1 elektrisch verbunden.
  • Die Leiterrahmen 60a und 60c sind über Drähte 71a und 71b mit der Verdrahtungsplatte 43h elektrisch und mechanisch verbunden. Zusätzlich ist die Verdrahtungsplatte 43h über einen Draht 72a mit dem Steueranschluss 26b2 elektrisch und mechanisch verbunden. Das heißt, die Leiterrahmen 60a und 60c sind mit dem Steueranschluss 26b2 elektrisch verbunden. Die Leiterrahmen 60b und 60d sind über Drähte 71c und 71d mit der Verdrahtungsplatte 43g elektrisch und mechanisch verbunden. Zusätzlich ist die Verdrahtungsplatte 43g über einen Draht 72b mit dem Steueranschluss 26b4 elektrisch und mechanisch verbunden. Das heißt, die Leiterrahmen 60b und 60d sind mit dem Steueranschluss 26b4 elektrisch verbunden. Die Steueranschlüsse 26b2 und 26b4 werden zur Sourceerfassung verwendet.
  • Die oben beschriebenen Drähte 70a, 70b, 71a, 71b, 71c, 71d, 72a und 72b weisen ein Material mit überlegener elektrischer Leitfähigkeit als Hauptkomponente auf. Beispiele für ein solches Material umfassen Gold, Kupfer, Aluminium oder eine Legierung, die mindestens eines dieser Metalle enthält. Die Drähte 70a, 70b, 71a, 71b, 71c, 71d, 72a und 72b können vorzugsweise aus einer Aluminiumlegierung hergestellt sein, die eine Spurenmenge Silizium enthält. Als Beispiele beträgt der Durchmesser der Drähte 70a, 70b, 71a, 71b, 71c, 71d, 72a und 72b 100 µm oder mehr und 400 µm oder weniger.
  • Als Nächstes werden die Leiterrahmen 60a bis 60d unter Bezugnahme auf 6 und 7 ausführlich beschrieben. 6 ist eine Querschnittsansicht eines Leiterrahmens, der in der Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform enthalten ist, und 7 ist eine Draufsicht eines Leiterrahmens, der in der Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform enthalten ist. Es sei angemerkt, dass 6 und 7 dem Leiterrahmen 60c in 3 entsprechen. Da die anderen Leiterrahmen ähnliche Konfigurationen aufweisen, wird hier der Ausdruck „die Leiterrahmen 60“ verwendet.
  • Die Leiterrahmen 60 sind ein spezifisches Beispiel für eine Verbindungsverdrahtung. Jeder Leiterrahmen 60 umfasst einen Chipbondabschnitt 61, einen Verdrahtungsbondabschnitt 62 und einen Verdrahtungsabschnitt 63. Der Chipbondabschnitt 61 ist über das Verbindungselement 46 mit der Ausgangselektrode 52c auf der vorderen Oberfläche des Halbleiterchips 50c verbunden. In diesem Gehäuse kann das Verbindungselement 46, wie vorstehend beschrieben, Lot sein. Der Verdrahtungsbondabschnitt 62 ist mit der vorderen Oberfläche der Verdrahtungsplatte 43d verbunden. Der Verdrahtungsbondabschnitt 62 ist durch das vorstehend beschriebene Verbindungselement 46 mit der Verdrahtungsplatte 43d verbunden. Alternativ wird ein solches Verbinden durch Ultraschallbonden erreicht. Der Verdrahtungsabschnitt 63 überspannt einen Spalt G zwischen den Verdrahtungsplatten 43d und 43b und verbindet den Chipbondabschnitt 61 und den Verdrahtungsbondabschnitt 62. Dieser Leiterrahmen 60 weist die Gesamtform einer flachen Platte auf, in der der Chipbondabschnitt 61, der Verdrahtungsbondabschnitt 62 und der Verdrahtungsabschnitt 63 integral verbunden sind. Die Dicke des Leiterrahmens 60 ist über den gesamten Leiterrahmen 60 im Wesentlichen gleichmäßig und kann beispielsweise 0,2 mm oder mehr und 0,6 mm oder weniger und bevorzugter 0,3 mm oder mehr und 0,5 mm oder weniger betragen. Der Chipbondabschnitt 61 ist von oben betrachtet in gleicher Weise wie die Form der Ausgangselektrode 52c des Halbleiterchips 50c von oben betrachtet rechteckig. Die Fläche des Chipbondabschnitts 61 von oben betrachtet kann 60 % oder mehr und 95 % oder weniger der Fläche der Ausgangselektrode 52c des Halbleiterchips 50c von oben betrachtet betragen.
  • Der Verdrahtungsabschnitt 63 umfasst einen vertikalen Abschnitt 64, einen parallelen Abschnitt 65 und einen geneigten Abschnitt 66. Ein unteres Ende des vertikalen Abschnitts 64 ist mit dem Chipbondabschnitt 61 verbunden und ein oberes Ende des vertikalen Abschnitts 64 steigt vertikal von dem Chipbondabschnitt 61 an. Dementsprechend beträgt ein Winkel R zwischen dem vertikalen Abschnitt 64 und dem Chipbondabschnitt 61 ungefähr 90 Grad. Der Winkel R kann effektiv 90 Grad betragen. Obwohl der Winkel R vorzugsweise 90 Grad beträgt, kann der Winkel R größer als oder gleich 80 Grad und kleiner als 90 Grad sein. In der vorliegenden Ausführungsform wird, sofern nicht anders angegeben, die Beschreibung annehmen, dass der Winkel R 90 Grad beträgt. Eine Außenseite (das heißt die Seite der Verdrahtungsplatte 43b) einer Verbindung (oder „Fersenabschnitt 61b“) zwischen dem unteren Ende des vertikalen Abschnitts 64 und dem Chipbondabschnitt 61 kann abgerundet sein. Alternativ kann die Verbindung abgeschrägt (abgeschrägt) sein. Aus diesem Grund ist an einem Zehenabschnitt 61a (in der +X-Richtung) des Chipbondabschnitts 61 das Verbindungselement 46, das den Chipbondabschnitt 61 mit dem Halbleiterchip 50c verbindet, als eine Kehle geformt. An einem Fersenabschnitt 61b (in der -X-Richtung) des Chipbondabschnitts 61 ist auch das Verbindungselement 46 als eine Kehle geformt, die eine Außenseite der Verbindung mit dem vertikalen Abschnitt 64 bedeckt. Es sei angemerkt, dass Seitenabschnitte des Chipbondabschnitts 61, die senkrecht zu dem Zehenabschnitt 61a und dem Fersenabschnitt 61b sind, auch als Kehlen geformt sind.
  • Der parallele Abschnitt 65 ist mit dem oberen Ende des vertikalen Abschnitts 64 verbunden und erstreckt sich von diesem oberen Ende parallel zu den Verdrahtungsplatten 43b und 43d und dem Halbleiterchip 50c. Da der Verdrahtungsabschnitt 63 den Spalt G überspannt, erstreckt sich der parallele Abschnitt 65 von dem oberen Ende des vertikalen Abschnitts 64 in Richtung des Verdrahtungsbondabschnitts 62. In dieser Konfiguration kann auch die Außenseite der Verbindung P2 zwischen dem parallelen Abschnitt 65 und dem vertikalen Abschnitt 64 abgerundet sein. Alternativ kann die Außenseite abgeschrägt (abgeschrägt) sein. Der Winkel, der durch den parallelen Abschnitt 65 und den vertikalen Abschnitt 64 gebildet wird, beträgt ungefähr 90 Grad. Dieser Winkel kann auch effektiv 90 Grad betragen.
  • Ein Ende (oder „Drahtverbindungsabschnitt 71b1“) des Drahts 71b ist mit einer vorderen Oberfläche des parallelen Abschnitts 65 verbunden. Das andere Ende des Drahts 71b ist mit der Verdrahtungsplatte 43h verbunden (die in der -X-Richtung benachbart zur Verdrahtungsplatte 43d ist) . Wie vorstehend beschrieben, ist der Draht 71b durch eine Verbindungsvorrichtung mit dem parallelen Abschnitt 65 verbunden. In der Verbindungsvorrichtung werden Ultraschallwellen aufgebracht, während das eine Ende des Drahts 71b gegen den parallelen Abschnitt 65 gedrückt wird. Dabei wird der Drahtverbindungsabschnitt 71b1, der aus einer plastischen Verformung des einen Endes des Drahts 71b resultiert, mit dem parallelen Abschnitt 65 verbunden. Der Drahtverbindungsabschnitt 71b1 kann sich in einer beliebigen Richtung erstrecken, die der Schwingungsrichtung der Ultraschallwellen entspricht. In der vorliegenden Ausführungsform erstreckt sich der Drahtverbindungsabschnitt 71b1 in der Verdrahtungsrichtung (±X-Richtung) des Verdrahtungsabschnitts 63 und ist von oben betrachtet elliptisch. Außerdem ist in der vorliegenden Ausführungsform der Draht 71b in einer geraden Linie in Bezug auf die lange Achse des Drahtverbindungsabschnitts 71b1 angeordnet.
  • Der geneigte Abschnitt 66 ist von dem parallelen Abschnitt 65 zu dem Verdrahtungsverbindungsabschnitt 62 geneigt. Der Neigungswinkel des geneigten Abschnitts 66 in Bezug auf den Verdrahtungsverbindungsabschnitt 62 wird als ein Winkel α angenommen. Eine Außenseite (oder obere Seite) einer Verbindung P3 zwischen dem geneigten Abschnitt 66 und dem parallelen Abschnitt 65 kann abgerundet sein. Alternativ kann die Außenseite abgeschrägt (abgeschrägt) sein. Die Außenseite (oder Seite der Verdrahtungsplatte 43d) einer Verbindung P1 (oder „Fersenabschnitt 62b“) zwischen dem geneigten Abschnitt 66 und dem Verdrahtungsverbindungsabschnitt 62 kann abgerundet sein. Alternativ kann die Außenseite abgeschrägt (abgeschrägt) sein. Aus diesem Grund ist an einem Zehenabschnitt 62a (in der -X-Richtung) des Verdrahtungsbondabschnitts 62 das Verbindungselement 46, das den Verdrahtungsbondabschnitt 62 mit der Verdrahtungsplatte 43d verbindet, als eine Kehle geformt. An einem Fersenabschnitt 62b (in der +X-Richtung) des Verdrahtungsbondabschnitts 62 ist auch das Verbindungselement 46 als eine Kehle geformt, die eine Außenseite (oder Seite der Verdrahtungsplatte 43d) der Verbindung P1 mit dem geneigten Abschnitt 66 bedeckt.
  • Für den Verdrahtungsabschnitt 63 des Leiterrahmens 60 ist die Länge zwischen den Verbindungen P1 und P2 als „Länge L“ definiert. Das heißt, die Länge L ist der Abstand in der ±X-Richtung zwischen dem Fersenabschnitt 61b des Chipbondabschnitts 61 und dem Fersenabschnitt 62b des Verdrahtungsbondabschnitts 62. Aus der Länge L ist die Länge zwischen den Verbindungen P2 und P3 als „Länge L1“ definiert. Das heißt, die Länge L1 ist die Länge des parallelen Abschnitts 65 in der ±X-Richtung entlang der Verdrahtungsrichtung des Leiterrahmens 60. Aus der Länge L ist die Länge zwischen den Verbindungen P3 und P1 bei Betrachtung von oben als „Länge L2“ definiert. Das heißt, die Länge L2 ist die Länge bei Betrachtung von oben in der ±X-Richtung des geneigten Abschnitts 66 entlang der Verdrahtungsrichtung des Leiterrahmens 60. Die tatsächliche Länge des geneigten Abschnitts 66 entlang der Verdrahtungsrichtung des Leiterrahmens 60 wird als Länge „L2/COSα“ ausgedrückt.
  • Die Breite des Verdrahtungsabschnitts 63 bei Betrachtung von oben (das heißt, die Breite in einer Richtung (oder „±Y-Richtung“), die senkrecht zur Verdrahtungsrichtung (oder „±X-Richtung“) des Leiterrahmens 60 ist) kann über den Verdrahtungsabschnitt 63 im Wesentlichen gleichmäßig sein. Die Breite des Verdrahtungsabschnitts 63 kann kleiner als die Breiten des Chipbondabschnitts 61 und des Verdrahtungsbondabschnitts 62 sein. Ein Teil des Verdrahtungsabschnitts 63 kann eine schmalere Breite aufweisen. Um den Verdrahtungsabschnitt 63 zu stabilisieren, ist es bevorzugt, dass die Breite des Verdrahtungsabschnitts 63 über den gesamten Verdrahtungsabschnitt 63 im Wesentlichen gleichmäßig ist. Zur weiteren Stabilisierung ist es bevorzugter, dass die Breite des Leiterrahmens 60 über den gesamten Leiterrahmen 60 im Wesentlichen gleichmäßig ist.
  • Der Winkel α für den Verdrahtungsabschnitt 63 kann geändert werden. Wenn der Winkel α vergrößert wird, wird die Länge L2 kürzer und die Länge L1 wird länger. Wenn andererseits der Winkel α kleiner gemacht wird, wird die Länge L2 länger und die Länge L1 wird kürzer. Der Draht 71b ist mit der vorderen Oberfläche des parallelen Abschnitts 65 verbunden. Aus diesem Grund ist es bevorzugt, dass der Winkel α so ist, dass der parallele Abschnitt 65 eine ausreichende Fläche (die Länge L1) für Bondzwecke aufweist.
  • Als Nächstes wird eine beispielhafte Konfiguration, die mit den Leiterrahmen 60 zu vergleichen ist, unter Bezugnahme auf 8 und 9 beschrieben. 8 ist eine Querschnittsansicht (vor dem Drahtbonden) eines Leiterrahmens, der in einer Halbleitervorrichtung enthalten ist, die ein Vergleichsbeispiel ist, und 9 ist eine Querschnittsansicht (nach dem Drahtbonden) des Leiterrahmens, der in der Halbleitervorrichtung enthalten ist, die das Vergleichsbeispiel ist. In diesem Vergleichsbeispiel ist ein Leiterrahmen 160 anstelle des Leiterrahmens 60 in 6 und 7 bereitgestellt. Die anderen Konfigurationen sind die gleichen wie die in 6 und 7.
  • Der Leiterrahmen 160 umfasst den Chipbondabschnitt 61, den Verdrahtungsbondabschnitt 62 und den Verdrahtungsabschnitt 63. Der Verdrahtungsabschnitt 63 des Vergleichsbeispiels umfasst ferner einen vertikalen Abschnitt 64a, einen parallelen Abschnitt 65 und einen vertikalen Abschnitt 64b. Auf die gleiche Weise wie der vertikale Abschnitt 64 ist das untere Ende des vertikalen Abschnitts 64a mit dem Chipbondabschnitt 61 verbunden und das obere Ende des vertikalen Abschnitts 64a steigt vertikal von dem Chipbondabschnitt 61 an. Ein Winkel R1, der durch den vertikalen Abschnitt 64a und den Chipbondabschnitt 61 gebildet wird, beträgt ungefähr 90 Grad. Der Winkel R1 kann effektiv 90 Grad betragen.
  • Auf die gleiche Weise wie der parallele Abschnitt 65, der in dem Leiterrahmen 60 enthalten ist, ist der parallele Abschnitt 65 mit dem oberen Ende des vertikalen Abschnitts 64a verbunden und erstreckt sich von dem oberen Ende parallel zu den Verdrahtungsplatten 43b, 43d und dem Halbleiterchip 50c.
  • Der vertikale Abschnitt 64b erstreckt sich vertikal von dem parallelen Abschnitt 65 in Richtung des Verdrahtungsbondabschnitts 62. Der vertikale Abschnitt 64b weist einen Winkel R2 in Bezug auf den Verdrahtungsbondabschnitt 62 auf. Der Winkel R2, der durch den vertikalen Abschnitt 64b und den Verdrahtungsbondabschnitt 62 gebildet wird, beträgt ungefähr 90 Grad. Dieser Winkel R2 kann effektiv 90 Grad betragen.
  • Im Folgenden wird ein Fall beschrieben, in dem ein Draht 71b mit der vorderen Oberfläche des parallelen Abschnitts 65 des vorstehend beschriebenen Leiterrahmens 160 verbunden ist. Die Halbleitereinheit 30 ist mit dem Einkapselungselement 29 eingekapselt. Wie vorstehend beschrieben, umfassen die in der Halbleitereinheit 30 enthaltenen Komponenten Komponenten, die eine schlechte Haftung an dem Einkapselungselement 29 aufweisen. Als ein Beispiel weist das Verkapselungselement 29 eine schlechte Haftung an dem Lot auf, das das Verbindungselement 46 ist. Aus diesem Grund besteht die Gefahr, dass sich das Einkapselungselement 29, das die Halbleitereinheit 30 einkapselt, an einem Teil ablösen kann, an dem sich das Einkapselungselement 29 in engem Kontakt mit dem Verbindungselement 46 befindet. Ein Ablösen des Einkapselungselements 29 breitet sich aus. Wenn sich das Ablösen auf den Drahtverbindungsabschnitt 71b1 des Drahts 71b ausbreitet, kann der Draht 71b aufgrund des Ablösens brechen. In der Konfiguration des Vergleichsbeispiels ist der Leiterrahmen 160 von der Seite betrachtet rechteckig. Dies bedeutet, dass selbst wenn sich das Ablösen des Einkapselungselements 29 zum Beispiel entlang der mit gestrichelten Linien gezeichneten Pfeile A1 und A2 in 8 ausbreitet, da das eine Ende des Drahts 71b von dem Punkt entfernt angeordnet ist, an dem ein Ablösen auftritt, eine erhöhte Wahrscheinlichkeit besteht, dass der Draht 71b durch das Ablösen nicht beeinflusst wird. Ein Ablösen des Einkapselungselements 29, das sich entlang der mit gestrichelten Linien gezeichneten Pfeile A1 und A2 ausbreitet, wird an den Verbindungen zwischen dem parallelen Abschnitt 65 und den vertikalen Abschnitten 64a und 64b unterdrückt. Dies bedeutet, dass das Ablösen des Einkapselungselements 29 den Draht 71b nicht erreicht. Dies wird erwartet, um zu verhindern, dass der Draht 71b bricht. Es sei angemerkt, dass bei Zuverlässigkeitstests (Leistungszyklustests) dieser Halbleitereinheit 30 ein Ablösen tendenziell mehr in der Peripherie des Chipbondabschnitts 61 des Leiterrahmens 160 auftritt, der durch das Einkapselungselement 29 eingekapselt ist, als in der Peripherie des Verdrahtungsbondabschnitts 62. Dementsprechend ist ein Ablösen des Einkapselungselements 29 anfälliger für ein Ausbreiten in der Richtung des Pfeils A2 als in der Richtung des Pfeils A1. Dies liegt an einer lokalisierten Wärmeerzeugung durch den Halbleiterchip 50c während des Leistungszyklustests. Die lokalisierte Wärmeerzeugung durch den Halbleiterchip 50c erwärmt den Chipbondabschnitt 61 und den vertikalen Abschnitt 64a, so dass sich ein Ablösen entlang des Chipbondabschnitts 61 und des vertikalen Abschnitts 64a (siehe den Pfeil A2) tendenziell ausbreitet.
  • Wenn jedoch der Draht 71b unter Verwendung von Ultraschallwellen verbunden wird, während der Draht 71b auf die vordere Oberfläche des parallelen Abschnitts 65 gedrückt wird, wie in 9 dargestellt, wird der parallele Abschnitt 65 zu der isolierten Leiterplatte 40 (in der -Z-Richtung) durch die Druckkraft verformt, die während des Bondens des Drahts 71b aufgebracht wird. Dementsprechend ist der Draht 71b nicht zuverlässig mit dem parallelen Abschnitt 65 des Leiterrahmens 160 verbunden. Der Leiterrahmen 160 wird beschädigt. Infolgedessen besteht Bedenken hinsichtlich eines Abfalls der Zuverlässigkeit von Halbleitervorrichtungen, die diesen Typ von Leiterrahmen 160 umfassen.
  • Um den Draht 71b zuverlässig mit dem parallelen Abschnitt 65 des Leiterrahmens 160 zu verbinden, könnten beide Winkel R1 und R2 auf die gleiche Weise in spitzen Winkeln geneigt sein, um den Leiterrahmen 160 trapezförmig zu machen, wenn er von der Seite betrachtet wird. In diesem Fall ist es, obwohl die Verformung des parallelen Abschnitts 65 im Vergleich dazu, wenn die Winkel R1 und R2 90 Grad betragen, verhindert wird, nicht möglich, eine solche Verformung vollständig zu unterdrücken.
  • Aus diesem Grund umfasst der Leiterrahmen 60 gemäß der vorliegenden Ausführungsform den Chipbondabschnitt 61, den Verdrahtungsbondabschnitt 62 und den Verdrahtungsabschnitt 63. Der Chipbondabschnitt 61 ist über ein Verbindungselement mit der Ausgangselektrode 52c auf der vorderen Oberfläche des Halbleiterchips 50c verbunden. Der Verdrahtungsbondabschnitt 62 ist mit der vorderen Oberfläche der Verdrahtungsplatte 43d verbunden. Der Verdrahtungsabschnitt 63 verbindet den Chipbondabschnitt 61 und den Verdrahtungsbondabschnitt 62 über den Spalt G zwischen den Verdrahtungsplatten 43d und 43b. Der Verdrahtungsabschnitt 63 umfasst ferner den vertikalen Abschnitt 64, den parallelen Abschnitt 65 und den geneigten Abschnitt 66. Das untere Ende des vertikalen Abschnitts 64 ist mit dem Chipbondabschnitt 61 verbunden und das obere Ende des vertikalen Abschnitts 64 steigt vertikal von dem Chipbondabschnitt 61 an. Das heißt, der Winkel R des vertikalen Abschnitts 64 in Bezug auf den Chipbondabschnitt 61 ist ein rechter Winkel (90 Grad). Der parallele Abschnitt 65 ist mit dem oberen Ende des vertikalen Abschnitts 64 verbunden und erstreckt sich von diesem oberen Ende parallel zu den Verdrahtungsplatten 43b und 43d und dem Halbleiterchip 50c. Der geneigte Abschnitt 66 ist von dem parallelen Abschnitt 65 zu dem Verdrahtungsbondabschnitt 62 geneigt. Selbst wenn der Draht 71b mit der vorderen Oberfläche des parallelen Abschnitts 65 des Verdrahtungsabschnitts 63, der in dem Leiterrahmen 60 enthalten ist, verbunden ist, wird eine Verformung des parallelen Abschnitts 65 zu der Seite der isolierten Leiterplatte 40 unterdrückt. Insbesondere wurde bestätigt, dass eine Verformung des parallelen Abschnitts 65 zu der isolierten Leiterplatte 40 gründlicher unterdrückt wird, wenn der Winkel α zwischen 30 Grad und 60 Grad beträgt, im Vergleich zu dem Fall in 8 und einem Fall, in dem die Winkel R1 und R2 in 8 die gleichen Winkel sind und spitz sind. Zusätzlich wurde bestätigt, dass, wenn der Winkel α 30 Grad oder mehr und weniger als 45 Grad beträgt, eine Verformung des parallelen Abschnitts 65 zu der Seite der isolierten Leiterplatte 40 noch gründlicher unterdrückt wird.
  • Es sei angemerkt, dass der Winkel R des vertikalen Abschnitts 64 nicht auf 90 Grad beschränkt ist, und wie vorstehend beschrieben, wurde bestätigt, dass eine Verformung des parallelen Abschnitts 65 zu der isolierten Leiterplatte 40 unterdrückt wird, selbst wenn der Winkel R 80 Grad oder mehr und weniger als 90 Grad beträgt. Insbesondere, wenn der Winkel R 80 Grad oder 85 Grad beträgt, ist es bevorzugt, dass der Winkel α 30 Grad oder mehr und 60 Grad und bevorzugter 30 Grad oder mehr und 45 Grad oder weniger beträgt.
  • Es ist bevorzugt, dass der Draht 71b mit der vertikalen Abschnittsseite 64 des parallelen Abschnitts 65 verbunden ist. Wenn der Draht 71b mit der vertikalen Abschnittsseite 64 des parallelen Abschnitts 65 verbunden ist, wird der während des Verbindens aufgebrachte Druck durch den vertikalen Abschnitt 64 unterstützt, was eine Verformung des parallelen Abschnitts 65 gründlicher verhindert. Dementsprechend ist es möglich, den Draht 71b zuverlässig mit dem parallelen Abschnitt 65 des Leiterrahmens 60 zu verbinden. In der Halbleitereinheit 30, die durch das Einkapselungselement 29 eingekapselt ist und den Leiterrahmen 60 umfasst, wie vorstehend beschrieben, erreicht das Ablösen den Draht 71b nicht, selbst wenn ein Ablösen des Einkapselungselements 29 nahe dem Verdrahtungsbondabschnitt 62 auftritt und sich ein solches Ablösen vom Verdrahtungsbondabschnitt 62 zum geneigten Abschnitt 66 ausbreitet, da er von der Stelle des Ablösens entfernt positioniert ist. Dies bedeutet, dass ein Bruch des Drahts 71b aufgrund des Ablösens ebenfalls verhindert wird. Infolgedessen wird ein Abfall der Zuverlässigkeit der Halbleitervorrichtung 10, die den Leiterrahmen 60 umfasst, ebenfalls unterdrückt.
  • Es sei angemerkt, dass, da sich der vertikale Abschnitt 64 vertikal von dem Chipbondabschnitt 61 nach oben erstreckt, die Höhe H von der vorderen Oberfläche des Halbleiterchips 50c zum parallelen Abschnitt 65 sichergestellt ist. Durch Vergrößern der Höhe H wird der Einfluss einer lokalisierten Wärmeerzeugung durch den Halbleiterchip 50c auf den parallelen Abschnitt 65, der mit dem vertikalen Abschnitt 64 verbunden ist, verringert. Dementsprechend ist ein solches Ablösen selbst dann, wenn sich das Einkapselungselement 29 in der Nähe des Chipbondabschnitts 61 des Leiterrahmens 60 ablöst, nicht anfällig für ein Ausbreiten vom Chipbondabschnitt 61 zum vertikalen Abschnitt 64.
  • Wie vorstehend erwähnt, ist auch eine ausreichende Höhe H von der vorderen Oberfläche des Halbleiterchips 50c zum parallelen Abschnitt 65 sichergestellt. Bei der Herstellung der Halbleitervorrichtung 10 wird vor dem Einkapseln mit dem Einkapselungselement 29 ein Beschichtungsmaterial, das ein thermoplastisches Harz als Hauptkomponente aufweist, in die Gehäusebereiche 21e1 bis 21e3 des Gehäuses 20 gesprüht. Das heißt, die Oberfläche der Halbleitereinheit 30 wird mit einem Film bedeckt. Dieser Film schützt die Halbleitereinheiten 30. Insbesondere wird die Haftung der Halbleitereinheiten 30 über diesen Film an dem Einkapselungselement 29 verbessert. Das Beschichtungsmaterial wird durch Luftsprühen aus einer Düse einer Beschichtungsvorrichtung auf das Ziel gesprüht. Als ein Beispiel, wenn die Höhe von der Düse zum Ziel etwa 5 mm beträgt, breitet sich das Aufbringen des Materials durch die Düse auf einen Durchmesser von etwa 8 mm auf dem Ziel aus. Der Film wird über die gesamte Oberfläche der Halbleitereinheit 30 aufgebracht. Wie vorstehend beschrieben, ist die Haftung des Einkapselungselements 29 an dem Lot, das das Verbindungselement 46 ist, schlecht. Aus diesem Grund ist es bevorzugt, dass der Film in geeigneter Weise in der Peripherie des Chipbondabschnitts 61 und des Verdrahtungsbondabschnitts 62 des Leiterrahmens 60 aufgebracht ist. Aus diesem Grund ist für den Verdrahtungsabschnitt 63 des Leiterrahmens 60 ein vertikaler Abschnitt 64 am Chipbondabschnitt 61 vorgesehen, um eine ausreichende Höhe H von der vorderen Oberfläche des Halbleiterchips 50c zum parallelen Abschnitt 65 sicherzustellen. Da eine ausreichende Höhe H sichergestellt ist, ist es möglich, dass die Düse den Film selbst in der Peripherie des Fersenabschnitts 61b (in der -X-Richtung) des Chipbondabschnitts 61 des Leiterrahmens 60 zuverlässig aufbringt. Dementsprechend wird in jeder Halbleitereinheit 30 der Film auf die vordere Oberfläche der isolierten Leiterplatte 40, die Halbleiterchips 50a bis 50d, die Drähte 70a, 70b, 71a, 71b, 71c, 71d, 72a und 72b und die Oberfläche des Leiterrahmens 60 aufgebracht.
  • Der Leiterrahmen 60 verbindet die Verdrahtungsplatte 43d und die Ausgangselektrode 52c des Halbleiterchips 50c. Dies bedeutet, dass der Chipbondabschnitt 61 des Leiterrahmens 60 höher als der Verdrahtungsbondabschnitt 62 angeordnet ist. In einigen Konfigurationen kann der Leiterrahmen 60 auch Verdrahtungsplatten miteinander verbinden. Anstelle des Halbleiterchips 50c kann der Leiterrahmen 60 auch mit anderen Elementen verbunden sein. Das heißt, der Leiterrahmen 60 kann beliebige unterschiedliche leitfähige Abschnitte über einen Spalt hinweg verbinden.
  • (Modifikation 1)
  • Eine Halbleitereinheit 30 gemäß Modifikation 1 ist auch wie in 3 dargestellt. Die Halbleitereinheit 30 gemäß Modifikation 1 weist jedoch einen anderen Leiterrahmen 60 auf. Der Leiterrahmen 60 in Modifikation 1 wird unter Verwendung von 10 und 11 beschrieben. 10 ist eine Querschnittsansicht eines Leiterrahmens, der in einer Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform (Modifikation 1) enthalten ist, und 11 ist eine Draufsicht des Leiterrahmens, der in der Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform (Modifikation 1) enthalten ist. Es sei angemerkt, dass 10 und 11 6 und 7 entsprechen. 10 ist eine Querschnittsansicht entlang der Kettenlinie Y-Y in 11.
  • In dem Leiterrahmen 60 gemäß Modifikation 1 sind eine oder mehrere Nuten 66a in einer vorderen Oberfläche (das heißt der Oberfläche, die der +X-Richtung zugewandt ist) des vertikalen Abschnitts 64 ausgebildet. Modifikation 1 ist eine beispielhafte Konfiguration, bei der zwei Nuten 66a ausgebildet sind. Die Nuten 66a sind so ausgebildet, dass sie senkrecht zu der langen Achse des Drahtverbindungsabschnitts 71b1 des Drahts 71b sind. Die Nuten 66a sind kontinuierlich in einer geraden Linie ausgebildet, um die Breite (die ±Y-Richtung) des vertikalen Abschnitts 64 zu kreuzen. Die Tiefe und Breite (das heißt die Länge in der Verdrahtungsrichtung des Leiterrahmens 60) der Nuten 66a sind innerhalb eines Bereichs eingestellt, der die Leitung von Elektrizität durch den vertikalen Abschnitt 64 nicht beeinflusst. Als ein Beispiel kann die Tiefe 20 % oder mehr und 45 % oder weniger der Dicke des vertikalen Abschnitts 64 betragen. Ferner müssen die Nuten 66a nicht kontinuierlich sein. Das heißt, die Nuten 66a können in der Form von linearen gestrichelten (das heißt diskontinuierlichen) Linien ausgebildet sein. Die Nuten 66a müssen nicht linear sein und können als Beispiele V-förmig, wellenförmig oder gezackt sein.
  • Die Halbleitereinheit 30, die diesen Leiterrahmen 60 umfasst, ist durch das Einkapselungselement 29 eingekapselt. Dabei besteht die Gefahr, dass sich das Einkapselungselement 29 in einem Bereich ablöst, in dem das Einkapselungselement 29 mit dem Lot des Verbindungselements 46, das den Chipbondabschnitt 61 und die Ausgangselektrode 50c des Halbleiterchips 50c verbindet, in Kontakt kommt. Wenn sich dieses Ablösen vom Chipbondabschnitt 61 entlang des vertikalen Abschnitts 64 ausbreitet, unterdrücken die im vertikalen Abschnitt 64 ausgebildeten Nuten 66a, dass sich das Ablösen weiter ausbreitet. Dies verhindert, dass das Ablösen den Draht 71b erreicht, was einen Bruch des Drahts 71b aufgrund des Ablösens verhindert. Infolgedessen wird eine Verschlechterung der Zuverlässigkeit der Halbleitervorrichtung 10, die den Leiterrahmen 60 umfasst, ebenfalls unterdrückt.
  • Es sei angemerkt, dass eine oder mehrere Nuten 66a auch in der vorderen Oberfläche (der Oberfläche, die der -X-Richtung zugewandt ist) des geneigten Abschnitts 66 ausgebildet sein können. Die Nut(en) 66a, die im geneigten Abschnitt 66 ausgebildet ist/sind, ist/sind dieselben wie die Nuten 66a, die im vertikalen Abschnitt 64 ausgebildet sind. Das heißt, die Nut(en) 66a ist/sind so ausgebildet, dass sie senkrecht zu der langen Achse des Drahtverbindungsabschnitts 71b1 des Drahts 71b sind. Die Nuten 66a können kontinuierlich in geraden Linien ausgebildet sein, um die Breite (die ±Y-Richtung) des geneigten Abschnitts 66 zu kreuzen. Die Tiefe und Breite (das heißt die Länge in der Verdrahtungsrichtung des Leiterrahmens 60) der Nuten 66a können dieselben wie oben sein, und die Nuten 66a können diskontinuierlich sein. Es besteht die Gefahr, dass sich das Einkapselungselement 29 in dem Bereich ablöst, in dem das Einkapselungselement 29 mit dem Lot des Verbindungselements 46, das den Verdrahtungsbondabschnitt 62 und die Verdrahtungsplatte 43d verbindet, in Kontakt kommt. Wenn sich ein solches Ablösen vom Verdrahtungsbondabschnitt 62 entlang des geneigten Abschnitts 66 ausbreitet, unterdrücken die im geneigten Abschnitt 66 ausgebildeten Nuten 66a, dass sich das Ablösen weiter ausbreitet.
  • (Modifikation 2)
  • In einer zweiten Modifikation wird eine Konfiguration, bei der Vorsprünge auf dem Leiterrahmen 60 in 6 und 7 ausgebildet sind, unter Bezugnahme auf 12 und 13 beschrieben. 12 ist eine Querschnittsansicht eines Leiterrahmens, der in einer Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform (Modifikation 2) enthalten ist, und 13 ist eine Draufsicht des Leiterrahmens, der in der Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform (Modifikation 2) enthalten ist. Es sei angemerkt, dass 12 und 13 6 und 7 entsprechen. 12 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Kettenlinie Y-Y in 13. Eine Halbleitereinheit 30 gemäß Modifikation 2 ist auch wie in 3 dargestellt.
  • In dem Leiterrahmen 60 gemäß Modifikation 2 sind eine Mehrzahl von Vorsprüngen 66b auf einer vorderen Oberfläche (das heißt der Oberfläche, die der +X-Richtung zugewandt ist) des vertikalen Abschnitts 64 des Verdrahtungsabschnitts 63 ausgebildet. Modifikation 2 ist eine Konfiguration, bei der die Vorsprünge 66b halbkugelförmig sind und zwei Reihen von vier Vorsprüngen 66b ausgebildet sind. In diesem Gehäuse sind die Vorsprünge 66b so ausgebildet, dass sie senkrecht zu dem Drahtverbindungsabschnitt 71b1 des Drahts 71b sind. Die vier Vorsprünge 66b sind lediglich ein Beispiel, und solange die Breite (±Y-Richtung) des vertikalen Abschnitts 64 ungefähr bedeckt ist, können ein, zwei, drei oder fünf oder mehr Vorsprünge 66b entsprechend der Fläche jedes Vorsprungs 66b verwendet werden. Zwei Reihen sind lediglich eine beispielhafte Anordnung, und es kann eine Reihe oder drei oder mehr Reihen geben. Die Vorsprünge 66b sind nicht darauf beschränkt, halbkugelförmig zu sein, und können in einer beliebigen konvexen Form ausgebildet sein, wie etwa einer dreieckigen Pyramide, einer viereckigen Pyramide oder einem Würfel. Die Vorsprünge 66b können linear und kontinuierlich sein, um die Breite (die ±Y-Richtung) des geneigten Abschnitts 66 zu kreuzen, und können so ausgebildet sein, dass sie im Querschnitt konvex sind. Ferner können die Höhe und Breite (das heißt die Länge des Leiterrahmens 60 in der Verdrahtungsrichtung) der Vorsprünge 66b in dieser Konfiguration innerhalb eines Bereichs liegen, der den Draht 71b, der angeordnet wurde, nicht stört.
  • Wie in Modifikation 1 beschrieben, ist die Halbleitereinheit 30, die den Leiterrahmen 60 umfasst, durch das Einkapselungselement 29 eingekapselt. Dabei besteht die Gefahr, dass sich das Einkapselungselement 29 in einem Bereich ablöst, in dem das Einkapselungselement 29 mit dem Lot des Verbindungselements 46, das den Chipbondabschnitt 61 und die Ausgangselektrode 52c des Halbleiterchips 50c verbindet, in Kontakt kommt. Wenn sich dieses Ablösen vom Chipbondabschnitt 61 entlang des vertikalen Abschnitts 64 ausbreitet, wird ein weiteres Ausbreiten des Ablösens durch die auf dem vertikalen Abschnitt 64 des Leiterrahmens 60 ausgebildeten Vorsprünge 66b unterdrückt. Dies bedeutet, dass ein Bruch des Drahts 71b aufgrund des Ablösens ebenfalls verhindert wird. Infolgedessen wird eine Verschlechterung der Zuverlässigkeit der Halbleitervorrichtung 10, die den Leiterrahmen 60 umfasst, ebenfalls unterdrückt.
  • Es sei angemerkt, dass eine Mehrzahl dieser Vorsprünge 66b auch auf der vorderen Oberfläche (das heißt der Oberfläche, die der -X-Richtung zugewandt ist) des geneigten Abschnitts 66 ausgebildet sein können. Diese Mehrzahl von Vorsprüngen 66b, die auf dem geneigten Abschnitt 66 ausgebildet sind, sind dieselben wie jene, die auf dem vertikalen Abschnitt 64 ausgebildet sind. Das heißt, die Mehrzahl von Vorsprüngen 66b sind so ausgebildet, dass sie senkrecht zu der langen Achse des Drahtverbindungsabschnitts 71b1 des Drahts 71b sind. Solange die Breite (die ±Y-Richtung) des geneigten Abschnitts 66 ungefähr bedeckt ist, kann die Mehrzahl von Vorsprüngen 66b, die auf dem geneigten Abschnitt 66 ausgebildet sind, auch ein oder mehrere Vorsprünge sein und in einer oder mehreren Reihen entsprechend der Fläche jedes Vorsprungs 66b angeordnet sein. Es besteht die Gefahr, dass sich das Einkapselungselement 29 in einem Bereich ablöst, in dem das Einkapselungselement 29 mit dem Lot des Verbindungselements 46, das den Verdrahtungsbondabschnitt 62 und die Verdrahtungsplatte 43d verbindet, in Kontakt kommt. Wenn sich ein solches Ablösen vom Verdrahtungsbondabschnitt 62 entlang des geneigten Abschnitts 66 ausbreitet, unterdrücken die Mehrzahl von Vorsprüngen 66b, die auf dem geneigten Abschnitt 66 ausgebildet sind, dass sich das Ablösen weiter ausbreitet.
  • Die oben gegebene Erläuterung beschreibt lediglich die Prinzipien der vorliegenden Ausführungsform. Eine große Anzahl von Änderungen und Modifikationen könnte von einem Fachmann vorgenommen werden, so dass die vorliegende Ausführungsform nicht auf die hier beschriebenen spezifisch angeführten Konfigurationen und beispielhaften Anwendungen beschränkt ist. Alle derartigen Modifikationen und ihre Äquivalente sind als im Umfang der Ausführungsform, wie durch die beigefügten Patentansprüche und ihre Äquivalente definiert, enthalten anzusehen.
  • Bezugszeichenliste
    • 10
    Halbleitervorrichtung
    20
    Gehäuse
    21
    Hauptkörper
    21a bis 21d
    erster bis vierter Seitenabschnitt
    21a1 bis 21a3
    Anschlussbereich
    21e1 bis 21e3
    Gehäusebereich
    22a bis 22c
    erster Leistungsanschluss
    22b1, 22b2, 24b1 und 24b2
    interner Verbindungsabschnitt
    23a bis 23c
    Isolierschicht
    24a bis 24c
    zweiter Leistungsanschluss
    25a bis 25c
    Anschlussstapel
    26a bis 26c
    Steuerrahmenabschnitt
    26b1 bis 26b4
    Steueranschluss
    27a
    U-Anschluss
    27b
    V-Anschluss
    27b1 und 27b2
    interne Verbindungsabschnitte
    27c
    W-Anschluss
    28a, 28b und 28c
    Terrassenabschnitt
    29
    Einkapselungselement
    30
    Halbleitereinheit
    40
    isolierte Leiterplatte
    41
    Isolierplatte
    41a und 41c
    lange Seite
    41b und 41d
    kurze Seite
    41e bis 41h
    Eckabschnitt
    42
    Metallplatte
    43a bis 43i
    Verdrahtungsplatte
    45
    wärmeableitende Grundplatte
    46
    Verbindungselement
    50a bis 50d
    Halbleiterchips
    50a1 bis 50d1
    Chipbereich
    51a bis 51d
    Steuerelektrode
    52a bis 52d
    Ausgangselektrode
    60, 60a bis 60d
    Leiterrahmen
    61
    Chipbondabschnitt
    61a und 62a
    Zehenabschnitt
    61b und 62b
    Fersenabschnitt
    62
    Verdrahtungsbondabschnitt
    63
    Verdrahtungsabschnitt
    64
    vertikaler Abschnitt
    65
    paralleler Abschnitt
    66
    geneigter Abschnitt
    66a
    Nut
    66b
    Vorsprung
    70a, 70b, 71a, 71b, 71c, 71d, 72a und 72b
    Draht
    71b1
    Drahtverbindungsabschnitt
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
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    • JP 2016004796 [0003]
    • JP 2019071399 [0003]
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    • JP 61137352 [0003]

Claims (7)

  1. Halbleitervorrichtung, umfassend: einen ersten leitfähigen Abschnitt und einen zweiten leitfähigen Abschnitt, die mit einem Spalt dazwischen versehen sind; und eine Verbindungsverdrahtung, die einen ersten Verbindungsabschnitt, der mit einer ersten vorderen Oberfläche des ersten leitfähigen Abschnitts verbunden ist, einen zweiten Verbindungsabschnitt, der mit einer zweiten vorderen Oberfläche des zweiten leitfähigen Abschnitts verbunden ist, und einen Verdrahtungsabschnitt, der den Spalt überspannt und den ersten Verbindungsabschnitt und den zweiten Verbindungsabschnitt verbindet, umfasst, wobei der Verdrahtungsabschnitt umfasst: einen vertikalen Abschnitt, dessen unteres Ende mit dem ersten Verbindungsabschnitt verbunden ist und dessen oberes Ende in Bezug auf den ersten Verbindungsabschnitt vertikal nach oben ansteigt; einen parallelen Abschnitt, der sich parallel zu dem ersten leitfähigen Abschnitt und dem zweiten leitfähigen Abschnitt von dem oberen Ende des vertikalen Abschnitts erstreckt; und einen geneigten Abschnitt, der von dem parallelen Abschnitt zu dem zweiten Verbindungsabschnitt geneigt ist.
  2. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend einen Draht mit einem Drahtverbindungsabschnitt an einem Ende davon, der mit einer vorderen Oberfläche des parallelen Abschnitts des Verdrahtungsabschnitts verbunden ist.
  3. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der erste leitfähige Abschnitt eine Hauptelektrode ist, die auf einer vorderen Oberfläche eines Halbleiterchips vorgesehen ist.
  4. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein Neigungswinkel zwischen dem geneigten Abschnitt und dem zweiten Verbindungsabschnitt 30 Grad oder mehr und 60 Grad oder weniger beträgt.
  5. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 2, wobei mindestens eine Nut oder mindestens ein Vorsprung, die/der senkrecht zu einer Verdrahtungsrichtung des Verdrahtungsabschnitts angeordnet ist, auf einer vorderen Oberfläche des Verdrahtungsabschnitts zwischen dem Drahtverbindungsabschnitt und dem zweiten Verbindungsabschnitt ausgebildet ist.
  6. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Drahtverbindungsabschnitt mit der vertikalen Abschnittsseite des parallelen Abschnitts des Verdrahtungsabschnitts in einer Draufsicht der Halbleitervorrichtung verbunden ist.
  7. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 2, 5 und 6, wobei eine Beschichtung, die an einem Einkapselungselement haftet, auf den ersten leitfähigen Abschnitt, den zweiten leitfähigen Abschnitt und den Draht aufgebracht ist.
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