DE212021000164U1

DE212021000164U1 - Halbleiterbauteil

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Publication number: DE212021000164U1
Application number: DE212021000164.5U
Authority: DE
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
Priority date: 2020-03-30
Filing date: 2021-01-28
Publication date: 2021-11-29
Anticipated expiration: 2031-01-29
Also published as: US20230105834A1; CN115380375A; JPWO2021199635A1; WO2021199635A1

Abstract

Halbleiterbauteil, mit:einem Substrat, das eine Hauptfläche aufweist;einem Halbleiterelement, das auf der Hauptfläche montiert ist und das eine Hauptflächenelektrode beinhaltet, die in der gleichen bzw. in die gleiche Richtung orientiert ist wie die Hauptfläche;einem Verbindungs-Pad, das aus Cu gebildet ist, das in einer ersten Richtung, die parallel ist zu der Hauptfläche, von dem Substrat getrennt ist, und das eine Verbindungsfläche beinhaltet, die in der gleichen Richtung orientiert ist wie die Hauptfläche;einer plattierten Schicht, die aus Ni gebildet ist und die die Verbindungsfläche teilweise bedeckt;einem Draht, der aus Al gebildet ist und der ein erstes Ende, das an die Hauptflächenelektrode gebondet ist, und ein zweites Ende aufweist, das an die plattierte Schicht gebondet ist; undeinem Verkapselungsharz, das das Halbleiterelement, das Verbindungs-Pad, die plattierte Schicht und den Draht verkapselt.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Halbleiterbauteil.
STAND DER TECHNIK
Ein Halbleiterbauteil beinhaltet ein Substrat, ein Halbleiterelement wie einen Leistungstransistor, der auf dem Substrat montiert ist, einen Ansteuer- bzw. Treiber-Anschluss („drive lead“), einen Steuer-Anschluss („control lead“) und ein Verkapselungsharz (siehe beispielsweise Patentdokument 1). Der Ansteuer-Anschluss beinhaltet ein Ansteuer-Pad, das mit einer Source-Elektrode des Halbleiterelements verbunden ist, und zwar durch Ansteuer-Drähte. Der Steuer-Anschluss beinhaltet ein Steuer-Pad, das mit einer Gate-Elektrode des Halbleiterelements verbunden ist, und zwar durch einen Steuer-Draht. Das Verkapselungsharz verkapselt zumindest das Halbleiterelement.
DOKUMENT DES STANDES DER TECHNIK
Patentdokument
Patentdokument 1: Japanische offengelegte Patentveröffentlichung Nr. 2017-174951
ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
Probleme, die die Erfindung lösen soll
Als die Ansteuer-Drähte und der Steuer-Draht können Aluminiumdrähte verwendet werden. In diesem Fall wird Kupfer in dem Substrat, dem Ansteuer-Anschluss und dem Steuer-Anschluss verwendet. Demzufolge wird zwischen den Drähten und den Anschlüssen eine Zwischenmetall-Verbindung bzw. -Zusammensetzung („intermetallic compound“) gebildet. Beispielsweise dann erzeugte Wärme, wenn das Halbleiterbauteil im Betrieb ist, kann das Wachstum der Zwischenmetall-Zusammensetzung beschleunigen und die Verlässlichkeit des Halbleiterbauteils verringern.
Eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung besteht darin, ein Halbleiterbauteil bereitzustellen, das die Verwendung von Aluminiumdrähten ermöglicht, ohne die Verbindungsverlässlichkeit („connection reliability“) zu verringern.
Mittel zum Lösen der Probleme
Ein Halbleiterbauteil gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung beinhaltet ein Substrat, ein Halbleiterelement, ein Verbindungs-Pad, eine plattierte Schicht („plated layer“), einen Draht und ein Verkapselungsharz. Das Substrat beinhaltet eine Hauptfläche. Das Halbleiterelement ist auf der Hauptfläche montiert und weist eine Hauptflächenelektrode auf, die in die gleiche Richtung orientiert ist wie die Hauptfläche. Das Verbindungs-Pad ist aus Cu gebildet, ist in einer ersten Richtung, die parallel ist zu der Hauptfläche, von dem Substrat getrennt, und beinhaltet eine Verbindungsfläche, die in die gleiche Richtung orientiert ist wie die Hauptfläche. Die plattierte Schicht ist aus Ni gebildet und bedeckt die Verbindungsfläche teilweise. Der Draht ist aus Al gebildet und weist ein erstes Ende, das an die Hauptflächenelektrode gebondet ist, und ein zweites Ende auf, das an die plattierte Schicht gebondet ist. Das Verkapselungsharz verkapselt das Halbleiterelement, das Verbindungs-Pad, die plattierte Schicht und den Draht.
Ein Halbleiterbauteil gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung beinhaltet ein Substrat, ein Halbleiterelement, ein Verbindungs-Pad, einen Draht und ein Verkapselungsharz. Das Substrat beinhaltet eine Hauptfläche. Das Halbleiterelement ist auf der Hauptfläche montiert und weist eine Hauptflächenelektrode auf, die in die gleiche Richtung orientiert ist wie die Hauptfläche. Das Verbindungs-Pad ist in einer ersten Richtung, die parallel ist zu der Hauptfläche, von dem Substrat getrennt bzw. beabstandet. Der Draht beinhaltet ein erstes Ende, das an die Hauptflächenelektrode gebondet ist, und ein zweites Ende, das an das Verbindungs-Pad gebondet ist. Das Verkapselungsharz verkapselt das Halbleiterelement, das Verbindungs-Pad und den Draht. Der Draht ist aus Al gebildet. Das Verbindungs-Pad weist ein Basismaterial und eine plattierte Schicht auf. Das Basismaterial ist aus Cu gebildet und weist eine obere Fläche auf, die in die gleiche Richtung orientiert ist wie die Hauptfläche. Die plattierte Schicht ist aus Ni gebildet und bedeckt die obere Fläche des Basismaterials. Die plattierte Schicht ist eine plattierte Schicht mit rauer Fläche („rough-surface plated layer“), die eine rauere Fläche bzw. Oberfläche hat als die obere Fläche des Basismaterials.
Wirkungen bzw. Vorteile der Erfindung
In einem allgemeinen Aspekt stellt die vorliegende Offenbarung ein Halbleiterbauteil bereit, das die Verwendung von Aluminiumdrähten ermöglicht, ohne die Verbindungsverlässlichkeit zu verringern.
Figurenliste

1 ist eine schematische perspektivische Ansicht eines Halbleiterbauteils gemäß einer ersten Ausführungsform.
2 ist eine schematische Draufsicht des Halbleiterbauteils gemäß der ersten Ausführungsform.
3 ist eine schematische Hinteransicht des Halbleiterbauteils gemäß der ersten Ausführungsform.
4 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie 4-4 in 2.
5 ist eine schematische Seitenansicht des Halbleiterbauteils gemäß der ersten Ausführungsform.
6 ist eine teilweise vergrößerte Draufsicht des Halbleiterbauteils gemäß der ersten Ausführungsform.
7 ist eine teilweise vergrößerte Draufsicht eines Halbleiterbauteils gemäß einem modifizierten Beispiel der ersten Ausführungsform.
8 ist eine teilweise vergrößerte Draufsicht eines Halbleiterbauteils gemäß einem weiteren modifizierten Beispiel der ersten Ausführungsform.
9 ist eine schematische perspektivische Ansicht eines Halbleiterbauteils gemäß einer zweiten Ausführungsform.
10 ist eine schematische Draufsicht des Halbleiterbauteils gemäß der zweiten Ausführungsform.
11 ist eine schematische Hinteransicht des Halbleiterbauteils gemäß der zweiten Ausführungsform.
12 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie 12-12 in 10.
13 ist eine schematische Seitenansicht des Halbleiterbauteils gemäß der zweiten Ausführungsform.
14 ist eine schematische Seitenansicht des Halbleiterbauteils gemäß der zweiten Ausführungsform.
15 ist eine Fotografie, die einen Querschnitt eines Ansteuer-Pads und eines Verkapselungsharzes zeigt.

AUSFÜHRUNGSFORMEN ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
Ausführungsformen eines Halbleiterbauteils werden nunmehr unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Die nachstehenden Ausführungsformen sind beispielhafte Konfigurationen und Verfahren zum Ausführen von technischen Konzepten und stellen keine Beschränkung von Materialien, Formen, Strukturen, Anordnungen, Abmessungen und dergleichen von Komponenten dar, wie sie nachstehend beschrieben sind. Verschiedene Modifikationen können den nachstehend beschriebenen Ausführungsformen hinzugefügt werden.
Erste Ausführungsform
Ein Halbleiterbauteil einer ersten Ausführungsform wird nunmehr unter Bezugnahme auf die 1 bis 6 beschrieben.
Wie es in 1 gezeigt ist, beinhaltet ein Halbleiterbauteil 1 ein Substrat 10, einen Ansteuer-Anschluss („drive lead“) 20, einen Steuer-Anschluss („control lead“) 30, ein Halbleiterelement 40, einen Ansteuer-Draht 50, einen Steuer-Draht 60 und ein Verkapselungsharz 80. Das Verkapselungsharz 80 verkapselt das Halbleiterelement 40, den Steuer-Draht 60 und den Ansteuer-Draht 50. Das Verkapselungsharz 80 ist gebildet, um einen Teil des Substrats 10, einen Teil des Ansteuer-Anschlusses 20 und einen Teil des Steuer-Anschlusses 30 freizulegen.
Der Ansteuer-Anschluss 20 weist einen äußeren Anschluss 20A und einen inneren Anschluss 20B auf. Der äußere Anschluss 20A steht nach außen gegenüber dem Verkapselungsharz 80 vor. Der innere Anschluss 20B ist im Inneren des Verkapselungsharzes 80 angeordnet und ist elektrisch mit dem äußeren Anschluss 20A verbunden. In der vorliegenden Ausführungsform sind der äußere Anschluss 20A und der innere Anschluss 20B in eine einzelne Komponente integriert bzw. einstückig ausgebildet. Der Steuer-Anschluss 30 weist einen äußeren Anschluss 30A und einen inneren Anschluss 30B auf. Der äußere Anschluss 30A steht nach außen gegenüber dem Verkapselungsharz 80 vor. Der innere Anschluss 30B ist im Inneren des Verkapselungsharzes 80 angeordnet und ist elektrisch mit dem äußeren Anschluss 30A verbunden. In der vorliegenden Ausführungsform sind der äußere Anschluss 30A und der innere Anschluss 30B in eine einzelne Komponente integriert bzw. einstückig ausgebildet. Das Halbleiterbauteil 1 der vorliegenden Ausführungsform ist ein Transistor-Outline-(TO)-252-Gehäuse, wie es durch den Standard für Gehäuseaußenformen (JEITA-Standards) spezifiziert ist. Ferner ist das Halbleiterbauteil 1 von einem Single-Inline-(SIP)-Gehäusetyp, bei dem der äußere Anschluss 20A des Ansteuer-Anschlusses 20 und der äußere Anschluss 30A des Steuer-Anschlusses 30 sich beide aus der gleichen Fläche des Verkapselungsharzes 80 heraus erstrecken.
Wie es in 1 gezeigt ist, ist das Verkapselungsharz 80 kastenförmig ausgebildet. In den 1, 2 und 6 ist zum Erleichtern des Verständnisses das Verkapselungsharz 80 durch Doppel-Strich-Linien gezeigt, und die Komponenten, die im Inneren des Verkapselungsharzes 80 angeordnet sind, sind durch durchgezogene Linien gezeigt.
Das Verkapselungsharz 80 ist ein elektrisch isolierendes Kunstharz. In einem Beispiel ist das Verkapselungsharz 80 ein Epoxidharz. Das Verkapselungsharz 80 weist sechs Flächen auf, nämlich eine erste Verkapselungsharz-Seitenfläche 81, eine zweite Verkapselungsharz-Seitenfläche 82, eine dritte Verkapselungsharz-Seitenfläche 83, eine vierte Verkapselungsharz-Seitenfläche 84, eine Verkapselungsharz-Rückfläche 85 und eine Verkapselungsharz-Vorderfläche 86. Die erste Verkapselungsharz-Seitenfläche 81 und die zweite Verkapselungsharz-Seitenfläche 82 sind voneinander getrennt bzw. beabstandet und weisen voneinander weg. Die dritte Verkapselungsharz-Seitenfläche 83 und die vierte Verkapselungsharz-Seitenfläche 84 sind voneinander getrennt bzw. beabstandet und weisen voneinander weg. Die Verkapselungsharz-Rückfläche 85 und die Verkapselungsharz-Vorderfläche 86 sind voneinander getrennt bzw. beabstandet und weisen voneinander weg. In der nachstehenden Beschreibung wird die Richtung, in der die Verkapselungsharz-Rückfläche 85 und die Verkapselungsharz-Vorderfläche 86 aufeinanderfolgend angeordnet bzw. aufgereiht sind, als die Dickenrichtung Z bezeichnet, die Richtung, in der die erste Verkapselungsharz-Seitenfläche 81 und die zweite Verkapselungsharz-Seitenfläche 82 aufeinanderfolgend angeordnet bzw. aufgereiht sind bzw. voneinander beabstandet sind, wird als die Longitudinalrichtung X bezeichnet, und die Richtung, in der die dritte Verkapselungsharz-Seitenfläche 83 und die vierte Verkapselungsharz-Seitenfläche 84 aufeinanderfolgend angeordnet bzw. aufgereiht sind, wird als die Lateralrichtung Y bezeichnet. Die Longitudinalrichtung X und die Lateralrichtung Y sind orthogonal zu der Dickenrichtung Z. Die Longitudinalrichtung X ist orthogonal zu der Lateralrichtung Y. Die Dickenrichtung Z entspricht einer ersten Richtung, die Longitudinalrichtung X entspricht einer zweiten Richtung, und die Lateralrichtung Y entspricht einer dritten Richtung.
Das Verkapselungsharz 80 ist kastenförmig. Das Verkapselungsharz 80 ist ein elektrisch isolierendes synthetisches Harz bzw. Kunstharz. In einem Beispiel ist das Verkapselungsharz 80 ein Epoxidharz. Das Verkapselungsharz 80 weist sechs Flächen auf, nämlich eine erste Verkapselungsharz-Seitenfläche 81, eine zweite Verkapselungsharz-Seitenfläche 82, eine dritte Verkapselungsharz-Seitenfläche 83, eine vierte Verkapselungsharz-Seitenfläche 84, eine Verkapselungsharz-Rückfläche 85 und eine Verkapselungsharz-Vorderfläche 86. Die erste Verkapselungsharz-Seitenfläche 81 und die zweite Verkapselungsharz-Seitenfläche 82 sind voneinander getrennt bzw. beabstandet und weisen voneinander weg. Die dritte Verkapselungsharz-Seitenfläche 83 und die vierte Verkapselungsharz-Seitenfläche 84 sind voneinander getrennt bzw. beabstandet und weisen voneinander weg. Die Verkapselungsharz-Rückfläche 85 und die Verkapselungsharz-Vorderfläche 86 sind voneinander getrennt bzw. beabstandet und weisen voneinander weg. In der nachstehenden Beschreibung wird die Richtung, in der die Verkapselungsharz-Rückfläche 85 und die Verkapselungsharz-Vorderfläche 86 aufeinanderfolgend aufgereiht sind, als die Dickenrichtung Z bezeichnet, die Richtung, in der die erste Verkapselungsharz-Seitenfläche 81 und die zweite Verkapselungsharz-Seitenfläche 82 86 aufeinanderfolgend aufgereiht sind, wird als die Longitudinalrichtung X bezeichnet, und die Richtung, in der die dritte Verkapselungsharz-Seitenfläche 83 und die vierte Verkapselungsharz-Seitenfläche 84 86 aufeinanderfolgend aufgereiht sind, wird als die Lateralrichtung Y bezeichnet. Die Longitudinalrichtung X und die Lateralrichtung Y sind orthogonal zu der Dickenrichtung Z. Die Longitudinalrichtung X ist orthogonal zu der Lateralrichtung Y. Die Longitudinalrichtung X entspricht der ersten Richtung, und die Lateralrichtung Y entspricht der zweiten Richtung.
2 ist ein Diagramm des Halbleiterbauteils 1 bei einer Betrachtung der Verkapselungsharz-Vorderfläche 86 in der Dickenrichtung Z.
Wie es in 2 gezeigt ist, ist dann, wenn das Halbleiterbauteil 1 in Richtung der Verkapselungsharz-Vorderfläche 86 in der Dickenrichtung Z betrachtet wird, das Verkapselungsharz 80 im Wesentlichen rechteckförmig, derart, dass die Longitudinalrichtung X die langseitige Richtung ist und die Lateralrichtung Y die kurzseitige Richtung. Eine Ansicht in der Dickenrichtung Z wird nachstehend als eine Draufsicht bezeichnet. In einer Draufsicht erstrecken sich die erste Verkapselungsharz-Seitenfläche 81 und die zweite Verkapselungsharz-Seitenfläche 82 in der Lateralrichtung Y, und die dritte Verkapselungsharz-Seitenfläche 83 und die vierte Verkapselungsharz-Seitenfläche 84 erstrecken sich in der Longitudinalrichtung X.
Das Substrat 10 beinhaltet eine Hauptfläche 10a und eine Rückfläche 10b (siehe 3), die in der Dickenrichtung Z voneinander weg weisen. Die Hauptfläche 10a ist in die gleiche Richtung orientiert wie die Verkapselungsharz-Vorderfläche 86, und die Rückfläche 10b ist in die gleiche Richtung orientiert wie die Verkapselungsharz-Rückfläche 85. Das Substrat 10 ist beispielsweise aus Kupfer (Cu) gebildet. In der vorliegenden Ausführungsform bedeutet, dass etwas aus Cu gebildet ist, dass es aus Cu oder einer Legierung gebildet ist, die Cu enthält. Das Substrat 10 weist einen plattenförmigen Substratkörper 11 und einen Anschlussabschnitt 16 auf. In der vorliegenden Ausführungsform sind der Substratkörper 11 und der Anschlussabschnitt 16 in eine einzelne Komponente integriert bzw. einstückig ausgebildet.
Der Substratkörper 11 kann in einen Innenkörper 12 und einen Vorsprung 13 unterteilt werden. Der Innenkörper 12 ist von dem Verkapselungsharz 80 bedeckt. Der Vorsprung 13 steht aus dem Verkapselungsharz 80 nach außen vor. Der Innenkörper 12 ist in der Longitudinalrichtung X benachbart zu dem Vorsprung 13 angeordnet. Der Vorsprung 13 steht aus der ersten Verkapselungsharz-Seitenfläche 81 in der Longitudinalrichtung X nach außen vor. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Vorsprung 13 in der Lateralrichtung Y kleiner bzw. größer als der Innenkörper 12. Der Vorsprung 13 kann in der Lateralrichtung Y eine beliebige Größe haben. In einem Beispiel kann der Vorsprung 13 in der Lateralrichtung Y die gleiche Größe haben wie der Innenkörper 12.
In einer Draufsicht ist der Innenkörper 12 so angeordnet, dass die Mitte des Innenkörpers 12 in Bezug auf die Longitudinalrichtung X gegenüber der Mitte des Verkapselungsharzes in Bezug auf die Longitudinalrichtung X hin zu der ersten Verkapselungsharz-Seitenfläche 81 angeordnet bzw. versetzt ist. Der Innenkörper 12 beinhaltet eine Hauptfläche 12a, eine Rückfläche 12b (siehe 3), eine erste Seitenfläche 12c, eine zweite Seitenfläche 12d und eine dritte Seitenfläche 12e. Die Hauptfläche 12a und die Rückfläche 12b weisen in der Dickenrichtung Z voneinander weg. Die Hauptfläche 12a ist ein Teil der Hauptfläche 10a des Substrats 10, und die Rückfläche 12b ist ein Teil der Rückfläche 10b des Substrats. Demgemäß weist die Hauptfläche 12a hin zu der Verkapselungsharz-Vorderfläche 86, und die Rückfläche 12b weist hin zu der Verkapselungsharz-Rückfläche 85. Ferner weist die erste Seitenfläche 12c hin zu der zweiten Verkapselungsharz-Seitenfläche 82, die zweite Seitenfläche 12d weist hin zu der dritten Verkapselungsharz-Seitenfläche 83, und die dritte Seitenfläche 12e weist hin zu der vierten Verkapselungsharz-Seitenfläche 84. Die erste Seitenfläche 12c erstreckt sich in der Lateralrichtung Y. Die zweite Seitenfläche 12d ist in der Lateralrichtung Y von der dritten Seitenfläche 12e getrennt bzw. beabstandet und liegt dieser gegenüber. Die zweite Seitenfläche 12d und die dritte Seitenfläche 12e erstrecken sich in der Longitudinalrichtung X.
Der Innenkörper 12 beinhaltet einen schmalen Abschnitt 14 an einem Ende, das hin zu dem Vorsprung 13 angeordnet ist. Der schmale Abschnitt 14 beinhaltet eine Ausnehmung 14a und eine Ausnehmung 14b. Die Ausnehmung 14a ist gegenüber der zweiten Seitenfläche 12d in der Lateralrichtung Y hin zu der vierten Verkapselungsharz-Seitenfläche 84 ausgenommen bzw. zurück versetzt, und die Ausnehmung 14b ist in der Lateralrichtung Y gegenüber der dritten Seitenfläche 12e hin zu der dritten Verkapselungsharz-Seitenfläche 83 ausgenommen bzw. zurück versetzt. Der schmale Abschnitt 14 ist von der Größe her in der Lateralrichtung Y kleiner als jener Teil des Innenkörpers 12, der nicht dem schmalen Abschnitt 14 entspricht. Ferner ist der schmale Abschnitt 14 hinsichtlich seiner Größe in der Lateralrichtung Y kleiner als der Vorsprung 13. Der schmale Abschnitt 14 ist in der Longitudinalrichtung X benachbart bzw. am nächsten zu der ersten Verkapselungsharz-Seitenfläche 81 des Verkapselungsharzes 80 angeordnet. Der schmale Abschnitt 14 beinhaltet ein Durchgangsloch 15, das sich in der Dickenrichtung Z durch den schmalen Abschnitt 14 hindurch erstreckt. In einer Draufsicht ist das Durchgangsloch 15 elliptisch ausgebildet, wobei die Lateralrichtung Y der Longitudinalrichtung bzw. Längsachse entspricht.
Der Innenkörper 12 beinhaltet Flansche 19a und 19b, die sich von den Seitenflächen des Innenkörpers 12 erstrecken. Der Flansch 19a steht gegenüber der zweiten Seitenfläche 12d des Innenkörpers 12 zu der dritten Verkapselungsharz-Seitenfläche 83 vor. Der Flansch 19b steht gegenüber der dritten Seitenfläche 12e des Innenkörpers 12 hin zu der vierten Verkapselungsharz-Seitenfläche 84 vor.
Die Flansche 19a und 19b sind beide dazu angeordnet, um bündig ausgerichtet zu sein mit der Hauptfläche 12a des Innenkörpers 12. Demzufolge beinhaltet die Hauptfläche 10a des Substrats 10 die Hauptfläche 12a und die Flansche 19a und 19b des Innenkörpers 12. Ferner sind die Flansche 19a und 19b gegenüber der Rückfläche 12b hin zu der Hauptfläche 12a des Innenkörpers 12 angeordnet. Demzufolge beinhaltet die Rückfläche 10b des Substrats 10 die Rückfläche 12b des Innenkörpers 12. Die Flansche 19a und 19b hemmen eine Trennung des Substrats 10 von dem Verkapselungsharz 80.
Wie es in 3 gezeigt ist, ist die Rückfläche 10b des Substrats 10 (Rückfläche 12b des Innenkörpers 12) gegenüber der Verkapselungsharz-Rückfläche 85 freigelegt. Dies leitet Wärme des Substrats 10 aus dem Halbleiterbauteil 1 ab. Das Verkapselungsharz 80 füllt die Ausnehmungen 14a und 14b und das Durchgangsloch 15 in dem schmalen Abschnitt 14 des Innenkörpers 12. Dies hemmt ferner eine Trennung des Substrats 10 von dem Verkapselungsharz 80.
Wie es in den 2 und 4 gezeigt ist, erstreckt sich der Anschlussabschnitt 16 ausgehend von jenem Ende des Innenkörpers 12, das auf der Seite der ersten Seitenfläche 12c angeordnet ist, hin zu der zweiten Verkapselungsharz-Seitenfläche 82 und steht nach außen über die zweite Verkapselungsharz-Seitenfläche 82 vor. Der Anschlussabschnitt 16 kann in eine Terminal-Sektion 17 und eine Koppel-Sektion 18 unterteilt sein. Die Terminal-Sektion 17 steht gegenüber der zweiten Verkapselungsharz-Seitenfläche 82 nach außen vor. Die Koppel-Sektion 18 koppelt die Terminal-Sektion 17 und den Innenkörper 12.
Wie es in 2 gezeigt ist, ist die Koppel-Sektion 18 gegenüber dem zentralen Teil des Innenkörpers 12 der Lateralrichtung Y hin zu der zweiten Seitenfläche 12d angeordnet bzw. versetzt. Die Koppel-Sektion 18 ist kontinuierlich mit dem Flansch 19a ausgebildet. Genauer gesagt beinhaltet die Koppel-Sektion 18 einen Teil, der mit dem Innenkörper 12 verbunden ist, und der Teil ist dicker als die Flansche 19a und 19b und dünner als der Innenkörper 12.
Wie es in den 2 und 4 gezeigt ist, beinhaltet die Koppel-Sektion 18 einen geneigten Teil 18a. Der geneigte Teil 18a ist ausgehend von bzw. gegenüber der ersten Seitenfläche 12c des Innenkörpers 12 geneigt, derart, dass die Verkapselungsharz-Vorderfläche 86 um so näher kommt, je näher die zweite Verkapselungsharz-Seitenfläche 82 kommt. Die Koppel-Sektion 18 beinhaltet einen mittleren Teil 18b, der zwischen dem geneigten Teil 18a und der Terminal-Sektion 17 angeordnet ist. Der mittlere Teil 18b ist gegenüber der Hauptfläche 12a des Innenkörpers 12 hin zu der Verkapselungsharz-Vorderfläche 86 angeordnet bzw. versetzt. In einer Draufsicht beinhaltet der mittlere Teil 18b eine Biegung 18c, die hin zu der vierten Verkapselungsharz-Seitenfläche 84 gebogen ist. Jener Abschnitt der zweiten Verkapselungsharz-Seitenfläche 82, wo die Schnittstelle bzw. der Schnitt mit dem mittleren Teil 18b erfolgt, ist an dem zentralen Teil der zweiten Verkapselungsharz-Seitenfläche 82 in Bezug auf die Lateralrichtung Y angeordnet.
Die Terminal-Sektion 17 steht gegenüber dem zentralen Teil der zweiten Verkapselungsharz-Seitenfläche 82 in Bezug auf die Lateralrichtung Y bzw. Longitudinalrichtung X nach außen vor. In Bezug auf die Dickenrichtung Z ist die Terminal-Sektion 17 auf der gleichen Position angeordnet wie der mittlere Teil 18b. Mit anderen Worten ist die Terminal-Sektion 17 gegenüber der Hauptfläche 12a des Innenkörpers 12 hin zu der Verkapselungsharz-Vorderfläche 86 angeordnet bzw. versetzt.
Wie es in 2 gezeigt ist, und zwar in einer Draufsicht, sind der Ansteuer-Anschluss 20 und der Steuer-Anschluss 30 in der Longitudinalrichtung X gegenüber dem Substrat 10 getrennt bzw. beabstandet und sind gegenüber dem Substrat 10 hin zu der zweiten Verkapselungsharz-Seitenfläche 82 des Verkapselungsharzes 80 angeordnet bzw. versetzt. Der Ansteuer-Anschluss 20 ist in der Lateralrichtung Y gegenüber dem Steuer-Anschluss 30 versetzt bzw. beabstandet. Der Anschlussabschnitt 16 ist in der Lateralrichtung Y zwischen dem Ansteuer-Anschluss 20 und dem Steuer-Anschluss 30 angeordnet.
Der Ansteuer-Anschluss 20 beinhaltet ein Ansteuer-Pad 21, ein Ansteuer-Terminal 22 und einen Koppel-Abschnitt 23. Das Ansteuer-Pad 21 und der Koppel-Abschnitt 23 definieren den inneren Anschluss 20b, und das Ansteuer-Terminal 22 definiert den äußeren Anschluss 20A. Der Koppel-Abschnitt 23 koppelt das Ansteuer-Pad 21 und das Ansteuer-Terminal 22. Das Ansteuer-Pad 21 und der Koppel-Abschnitt 23 sind in der Longitudinalrichtung X zwischen dem Substrat 10 und der zweiten Verkapselungsharz-Seitenfläche 82 angeordnet. Das Ansteuer-Pad 21 und der Koppel-Abschnitt 23 sind gegenüber dem zentralen Teil des Verkapselungsharzes 80 in Bezug auf die Lateralrichtung Y hin zu der vierten Verkapselungsharz-Seitenfläche 84 angeordnet bzw. versetzt. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Ansteuer-Anschluss 20 aus Cu gebildet. Das heißt, der Ansteuer-Anschluss 20 ist aus dem gleichen Material gebildet wie das Substrat 10.
In einer Draufsicht ist der Ansteuer-Anschluss 21 rechteckförmig, wobei die Lateralrichtung Y der langseitigen Richtung entspricht und wobei die Longitudinalrichtung X der kurzseitigen Richtung entspricht. Das Ansteuer-Pad 21 weist einen ersten Endabschnitt 21a und einen zweiten Endabschnitt 21b in der Lateralrichtung Y auf. Wie es in 5 gezeigt ist, ist das Ansteuer-Pad 21 gegenüber der Hauptfläche 12a des Innenkörpers 12 in der Dickenrichtung Z hin zu der Verkapselungsharz-Vorderfläche 86 angeordnet bzw. versetzt. Ferner ist das Ansteuer-Pad 21 gegenüber einer Hauptfläche 40a des Halbleiterelementes 40 in der Dickenrichtung Z hin zu der Verkapselungsharz-Vorderfläche 86 angeordnet bzw. versetzt. Wie es in den 4 und 5 gezeigt ist, ist das Ansteuer-Pad 21 bei der vorliegenden Ausführungsform in Bezug auf die Dickenrichtung Z auf der gleichen Position angeordnet wie der mittlere Teil 18b des Anschlussabschnitts 16.
Wie es in 2 gezeigt ist, ist der Koppel-Abschnitt 23 kontinuierlich ausgebildet mit dem Ende des Ansteuer-Pads 21, das auf der Seite der zweiten Verkapselungsharz-Seitenfläche 82 angeordnet ist. Der Koppel-Abschnitt 23 ist gegenüber dem zentralen Teil des Ansteuer-Pads 21 in Bezug auf die Lateralrichtung Y hin zu der vierten Verkapselungsharz-Seitenfläche 84 angeordnet bzw. versetzt. Das Ansteuer-Terminal 22 bildet ein Source-Terminal. Wie es in 5 gezeigt ist, steht das Ansteuer-Terminal 22 aus einer ersten geneigten Fläche 82a der zweiten Verkapselungsharz-Seitenfläche 82 nach außen vor.
Wie es in 2 gezeigt ist, beinhaltet der Steuer-Anschluss 30 ein Steuer-Pad 31, ein Steuer-Terminal 32 und einen Koppel-Abschnitt 33. Das Steuer-Pad 31 und der Koppel-Abschnitt 33 definieren den inneren Anschluss 30B. Das Steuer-Terminal 32 definiert den äußeren Anschluss 30A. Der Koppel-Abschnitt 33 koppelt das Steuer-Pad 31 und das Steuer-Terminal 32. Das Steuer-Pad 31 und der Koppel-Abschnitt 33 sind in der Longitudinalrichtung X zwischen dem Substrat 10 und der zweiten Verkapselungsharz-Seitenfläche 82 angeordnet. Das Steuer-Pad 31 und der Koppel-Abschnitt 33 sind gegenüber dem zentralen Teil des Verkapselungsharzes 80 in der Lateralrichtung Y hin zu der dritten Verkapselungsharz-Seitenfläche 83 angeordnet bzw. versetzt. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Steuer-Anschluss 30 aus Cu gebildet. Das heißt, der Steuer-Anschluss 30 ist aus dem gleichen Material gebildet wie das Substrat 10 und der Ansteuer-Anschluss 20.
In einer Draufsicht ist das Steuer-Pad 31 rechteckförmig, wobei die Lateralrichtung Y der langseitigen Richtung entspricht und wobei die Longitudinalrichtung X der kurzseitigen Richtung entspricht. Das Steuer-Pad 31 beinhaltet den ersten Endabschnitt 31a und einen zweiten Endabschnitt 31b in der Lateralrichtung Y. Das Steuer-Pad 31 ist in der Lateralrichtung Y kleiner als das Ansteuer-Pad 21. In der Dickenrichtung Z ist das Steuer-Pad 31 gegenüber der Hauptfläche 12a des Innenkörpers 12 hin zu der Verkapselungsharz-Vorderfläche 86 angeordnet bzw. versetzt. Ferner ist das Steuer-Pad 31 gegenüber der Hauptfläche 40a des Halbleiterelements 40 in der Dickenrichtung Z hin zu der Verkapselungsharz-Vorderfläche 86 angeordnet bzw. versetzt. In der vorliegenden Ausführungsform ist das Steuer-Pad 31 in Bezug auf die Dickenrichtung Z auf der gleichen Position angeordnet wie der mittlere Teil 18b des Anschlussabschnitts 16.
Der Koppel-Abschnitt 33 ist kontinuierlich ausgebildet mit jenem Ende des Steuer-Pads 31, das auf der Seite der zweiten Verkapselungsharz-Seitenfläche 82 angeordnet ist. Der Koppel-Abschnitt 33 ist an dem Steuer-Pad 31 in der Lateralrichtung Y hin zu der dritten Verkapselungsharz-Seitenfläche 83 angeordnet. Das Steuer-Terminal 32 bildet einen Gate-Terminal. Das Steuer-Terminal 32 steht gegenüber der ersten geneigten Fläche 82a der zweiten Verkapselungsharz-Seitenfläche 82 nach außen vor.
Das Ansteuer-Pad 21 beinhaltet eine Verbindungsfläche 24, die in die gleiche Richtung orientiert ist wie die Hauptfläche 10a des Substrats 10. Eine plattierte Schicht 71, die die Verbindungsfläche 24 teilweise bedeckt, ist auf der Verbindungsfläche 24 gebildet. Die plattierte Schicht 71 ist beispielsweise aus Nickel (Ni) gebildet. Die Tatsache, dass etwas aus Ni gebildet ist, bedeutet, dass es aus Ni oder einer Legierung gebildet ist, die Ni enthält. Die plattierte Schicht 71 ist auf dem zentralen Abschnitt des Ansteuer-Pads 21 in Bezug auf die kurzseitige Richtung des Ansteuer-Pads 21 oder der Longitudinalrichtung X gebildet. Die plattierte Schicht 71 erstreckt sich ferner von dem ersten Endabschnitt 21a zu dem zweiten Endabschnitt 21b des Ansteuer-Pads 21 in der langseitigen Richtung des Ansteuer-Pads 21 oder in der Lateralrichtung Y. Daher beinhaltet die Verbindungsfläche 24 des Ansteuer-Pads 21 eine Region 24a, die von der plattierten Schicht 71 bedeckt ist, und eine Region 24b, die gegenüber der plattierten Schicht 71 freiliegt bzw. freigelegt ist.
Das Steuer-Pad 31 beinhaltet eine Verbindungsfläche 34, die in die gleiche Richtung orientiert ist wie die Hauptfläche 10a des Substrats 10. Eine plattierte Schicht 72, die die Verbindungsfläche 34 teilweise bedeckt, ist auf der Verbindungsfläche 34 gebildet. Die plattierte Schicht 72 ist beispielsweise aus Ni gebildet. Wenn etwas aus Ni gebildet ist, bedeutet dies, dass es aus Ni oder aus einer Legierung gebildet ist, die Ni enthält. Die plattierte Schicht 72 ist auf dem zentralen Abschnitt des Steuer-Pads 31 in Bezug auf die kurzseitige Richtung des Steuer-Pads 31 oder die Longitudinalrichtung X gebildet. Ferner erstreckt sich die plattierte Schicht 72 von dem ersten Endabschnitt 31a zu dem zweiten Endabschnitt 31b des Steuer-Pads 31 in der langseitigen Richtung des Steuer-Pads 31 oder der Lateralrichtung Y. Daher beinhaltet die Verbindungsfläche 34 des Steuer-Pads 31 eine Region 34a, die von der plattierten Schicht 72 bedeckt ist, und eine Region 34b, die gegenüber der plattierten Schicht 72 freiliegt.
In der vorliegenden Ausführungsform sind die plattierte Schicht 71, die auf dem Ansteuer-Pad 21 gebildet ist, und die plattierte Schicht 72, die auf dem Steuer-Pad 31 gebildet ist, auf der gleichen Position in Bezug auf die Longitudinalrichtung X angeordnet. Ferner ist die Breite W71 der plattierten Schicht 72, die auf dem Ansteuer-Pad 21 gebildet ist, in der Longitudinalrichtung X die gleiche wie die Breite W72 der plattierten Schicht 72, die auf dem Steuer-Pad 31 gebildet ist. Demzufolge überlappt die plattierte Schicht 71, die auf dem Ansteuer-Pad 21 gebildet ist, bei einer Betrachtung in der Lateralrichtung Y mit der plattierten Schicht 72, die auf dem Steuer-Pad 31 gebildet ist.
In der vorliegenden Ausführungsform ist jenes Ende des mittleren Teils 18b des Anschlussabschnitts 16 auf der Seite des geneigten Teils 18a auf der gleichen Höhe angeordnet wie das Ansteuer-Pad 21 und das Steuer-Pad 31. In der vorliegenden Ausführungsform ist beispielsweise eine plattierte Schicht 73 auf einer oberen Fläche des mittleren Teils 18b gebildet und überlappt bei einer Betrachtung in der Lateralrichtung Y mit den plattierten Schichten 71 und 72.
Wie es in den 4 und 5 gezeigt ist, ist das Halbleiterelement 40 auf der Hauptfläche 12a des Innenkörpers 12 mittels eines Lötmittels SD montiert. Wie es in 2 gezeigt ist, ist das Halbleiterelement 40 in der vorliegenden Ausführungsform bei dem zentralen Teil des Innenkörpers 12 angeordnet. Ferner sind das Halbleiterelement 40 und das Ansteuer-Pad 21 bei einer Betrachtung in der Longitudinalrichtung X auf unterschiedlichen Positionen angeordnet. Ferner sind das Halbleiterelement 40 und das Steuer-Pad 31 bei einer Betrachtung in der Longitudinalrichtung X auf unterschiedlichen Positionen angeordnet.
Das Halbleiterelement 40 ist ein Siliziumcarbid-(SiC)-Chip. In der vorliegenden Ausführungsform verwendet das Halbleiterelement 40 einen Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor (SiCMOSFET). Das Halbleiterelement 40 (SiCMOSFET) ist ein Element, das ein Hochgeschwindigkeitsschalten ermöglicht. Die Schaltgeschwindigkeit beträgt beispielsweise ein kHz oder höher und einige hundert kHz oder niedriger.
Das Halbleiterelement 40 hat die Form einer Platte. Genauer gesagt ist das Halbleiterelement 40 in einer Draufsicht beispielsweise quadratisch. Wie es in 2 und 4 gezeigt ist, beinhaltet das Halbleiterelement 40 die Hauptfläche 40a, eine Rückfläche 40b und Seitenflächen 40c bis 40f. Die Hauptfläche 40a und die Rückfläche 40b weisen in der Dickenrichtung Z voneinander weg. Die Hauptfläche 40a weist hin zu der Verkapselungsharz-Vorderfläche 86. Das heißt, die Hauptfläche 40a ist in der gleichen Orientierung orientiert wie die Hauptfläche 10a des Substrats 10. Die Rückfläche 40b weist hin zu der Verkapselungsharz-Rückfläche 85. Die Rückfläche 40b liegt der Hauptfläche 12a des Innenkörpers 12 gegenüber. Die Seitenfläche 40c weist hin zu der ersten Verkapselungsharz-Seitenfläche 81, die Seitenfläche 40d weist hin zu der zweiten Verkapselungsharz-Seitenfläche 82, die Seitenfläche 40e weist hin zu der dritten Verkapselungsharz-Seitenfläche 83 und die Seitenfläche 40f weist hin zu der vierten Verkapselungsharz-Seitenfläche 84.
Eine Hauptflächen-Ansteuerelektrode 41 und eine Steuer-Elektrode 43 sind auf der Hauptfläche 40a gebildet. Die Hauptflächen-Ansteuerelektrode 41 und die Steuer-Elektrode 43 definieren eine Hauptflächenelektrode, die auf der Hauptfläche 40a des Halbleiterelements 40 gebildet ist. Eine Rückflächen-Ansteuerelektrode 42 (siehe 4) ist auf der Rückfläche 40b gebildet. In der vorliegenden Ausführungsform bildet die Hauptflächen-Ansteuerelektrode 41 eine Source-Elektrode, und die Rückflächen-Ansteuerelektrode 42 bildet eine Drain-Elektrode. Die Steuer-Elektrode 43 bildet eine Gate-Elektrode. Die Rückflächen-Ansteuerelektrode 42 ist elektrisch mit dem Innenkörper 12 durch das Lötmittel SD verbunden. Das Lötmittel SD ist beispielsweise ein Blei-Lötmittel.
Das Halbleiterelement 40 beinhaltet einen Passivierungsfilm, der auf der Hauptfläche 40a gebildet ist. Der Passivierungsfilm beinhaltet Öffnungen, die die Elektrode auf der Seite der Hauptfläche 40a des Halbleiterelements 40 freilegen, und zwar als die Hauptflächen-Ansteuerelektrode 41 und die Steuer-Elektrode 43.
Wie es in den 1 und 2 gezeigt ist, beinhaltet das Halbleiterbauteil 1 einen einzelnen Ansteuer-Draht 50 und einen einzelnen Steuer-Draht 60.
In der vorliegenden Ausführungsform sind der Ansteuer-Draht 50 und der Steuer-Draht 60 aus dem gleichen Metall hergestellt. In der vorliegenden Ausführungsform sind der Ansteuer-Draht 50 und der Steuer-Draht 60 aus Aluminium (Al) gebildet. Dass etwas aus Al gebildet ist, bedeutet, dass es aus Al oder aus einer Legierung gebildet ist, die Al enthält.
Der zentrale Teil des Ansteuer-Drahts 50 hat in einer Richtung senkrecht zu der Longitudinalrichtung des Ansteuer-Drahts 50 einen kreisförmigen Querschnitt. Der zentrale Teil des Steuer-Drahts 60 hat in einer Richtung senkrecht zu der Longitudinalrichtung des Steuer-Drahts 60 einen kreisförmigen Querschnitt. Der Durchmesser des Ansteuer-Drahts 50 ist größer als jener des Steuer-Drahts 60. Mit anderen Worten ist der Ansteuer-Draht 50 ein Aluminiumdraht mit großem Durchmesser. Der Durchmesser des Ansteuer-Drahts 50 beträgt beispielsweise 200 µm oder größer und 600 µm oder kleiner. Der Durchmesser des Steuer-Drahts 60 beträgt beispielsweise 40 µm oder größer und 100 µm oder kleiner.
Der Ansteuer-Draht 50 beinhaltet ein erstes Ende 51 und ein zweites Ende 52. Das erste Ende 51 ist an die Hauptflächen-Ansteuerelektrode 41 des Halbleiterelements 40 gebondet. Das zweite Ende 52 ist an die plattierte Schicht 71 gebondet, die die Verbindungsfläche 24 des Ansteuer-Pads 21 teilweise bedeckt. Der Ansteuer-Draht 50 wird beispielsweise durch Ultraschall-Bonden an die Hauptflächen-Ansteuerelektrode 41 und das Ansteuer-Pad 21 gebondet. In der vorliegenden Ausführungsform beinhaltet der Ansteuer-Draht 50 einen Bond-Abschnitt 53 an dem zweiten Ende 52. Der Bond-Abschnitt 53 beinhaltet eine Region 53a und eine Region 53b. Die Region 53a ist an die obere Fläche der plattierten Schicht 71 gebondet. Die Region 53b ist an jene Region 24b der Verbindungsfläche 24 des Ansteuer-Pads 21 gebondet, die gegenüber der plattierten Schicht 71 freigelegt ist bzw. freiliegt. Wie es in 6 gezeigt ist, ist die Fläche bzw. der Flächeninhalt der Region 53a auf der oberen Fläche der plattierten Schicht 71, dort, wo das zweite Ende 52 des Ansteuer-Drahts 50 an die plattierte Schicht 71 gebondet ist, größer oder gleich der Fläche bzw. dem Flächeninhalt des Querschnitts des Ansteuer-Drahts 50 in einer Richtung senkrecht zu der Longitudinalrichtung des Ansteuer-Drahts 50. Mit anderen Worten ist die Breite W71 der plattierten Schicht 71 in der Longitudinalrichtung X so eingestellt, dass die Bond-Fläche zwischen dem Ansteuer-Draht 50 und der plattierten Schicht 71 größer oder gleich dem Querschnittsflächeninhalt bzw. der Querschnittsfläche des Ansteuer-Drahts 50 ist. Die vorliegende Ausführungsform ist ein Beispiel, bei der der Bond-Abschnitt 53 die Region 53a und die Region 53b beinhaltet. Stattdessen kann die Breite W71 der plattierten Schicht 71 so eingestellt sein, dass der Bond-Abschnitt 53 vollständig mit der bzw. an die plattierten Schicht 71 gebondet ist.
Wie es in den 1 und 2 gezeigt ist, beinhaltet der Steuer-Draht 60 ein erstes Ende 61 und ein zweites Ende 62. Das erste Ende 61 ist an die Steuer-Elektrode 43 des Halbleiterelements 40 gebondet. Das zweite Ende 62 ist an die plattierte Schicht 72 gebondet, die die Verbindungsfläche 34 des Steuer-Pads 31 teilweise bedeckt. Der Steuer-Draht 60 wird beispielsweise durch Ultraschall-Bonden an die Steuer-Elektrode 43 und das Steuer-Pad 31 gebondet. Wie es in 6 gezeigt ist, beinhaltet der Steuer-Draht 60 bei der vorliegenden Ausführungsform einen Bond-Abschnitt 63 an dem zweiten Ende 62, der nur an die Oberfläche der plattierten Schicht 72 gebondet ist. Mit anderen Worten ist die Breite W72 der plattierten Schicht 72 in der Longitudinalrichtung X so eingestellt, dass sich der Bond-Abschnitt 63 an dem zweiten Ende 62 des Steuer-Drahts 60 nicht über die Breite W72 hinaus erstreckt.
Betrieb
Der Betrieb bzw. die Betriebsweise der vorliegenden Ausführungsform wird nunmehr beschrieben.
Bei dem Halbleiterbauteil 1 der vorliegenden Ausführungsform ist das Halbleiterelement 40 auf die Hauptfläche 10a des Substrats 10 montiert. Ferner sind die plattierten Schichten 71 und 72, die aus Ni gebildet sind, auf der Verbindungsfläche 24 des Ansteuer-Pads 21 bzw. auf der Verbindungsfläche 34 des Steuer-Pads 31 gebildet, die aus Cu gebildet sind, und zwar um die Verbindungsflächen 24 und 34 teilweise zu bedecken. Das erste Ende 51 des Ansteuer-Drahts 50, der aus Al gebildet ist, ist an die Hauptflächen-Ansteuerelektrode 41 des Halbleiterelements 40 gebondet. Das zweite Ende 52 des Ansteuer-Drahts 50, der aus Al gebildet ist, ist an die plattierte Schicht 71 auf der Verbindungsfläche 24 des Ansteuer-Pads 21 gebondet. Das erste Ende 61 des Steuer-Drahts 60, der aus Al gebildet ist, ist an die Steuer-Elektrode 43 des Halbleiterelements 40 gebondet. Das zweite Ende 62 des Steuer-Drahts 60, der aus Al gebildet ist, ist an die plattierte Schicht 72 auf der Verbindungsfläche 34 des Steuer-Pads 31 gebondet. Das Verkapselungsharz 80 verkapselt das Halbleiterelement 40, das Ansteuer-Pad 21, das Steuer-Pad 31, die plattierten Schichten 71 und 72, den Ansteuer-Draht 50 und den Steuer-Draht 60.
Die Verbindungsfläche 24 des Ansteuer-Pads 21 beinhaltet die Region 24a, die von der plattierten Schicht 71 bedeckt ist, und die Region 24b, die gegenüber der plattierten Schicht 71 freiliegt. Die plattierte Schicht 71, die aus Ni gebildet ist, hemmt eine Trennung des Ansteuer-Drahts 50 von dem Ansteuer-Pad 21. Wenn der Ansteuer-Draht 50, der aus Al gebildet ist, direkt an das Ansteuer-Pad 21 gebondet ist, das aus Cu gebildet ist, kann beispielsweise Wärme das Wachstum einer Zwischenmetall-Zusammensetzung bzw. einer Zwischenmetall-Zusammensetzung zwischen dem Ansteuer-Draht 50 und dem Ansteuer-Pad 21 unterstützen und den Ansteuer-Draht 50 von dem Ansteuer-Pad 21 trennen. Demzufolge verhindert die plattierte Schicht 71, die aus Ni gebildet ist, die Bildung einer Zwischenmetall-Zusammensetzung und hemmt eine Trennung des Ansteuer-Drahts 50 von dem Ansteuer-Pad 21.
Die Region 24b in der Verbindungsfläche 24 des Ansteuer-Pads 21, die gegenüber der plattierten Schicht 71 freiliegt, ist jene Fläche des Ansteuer-Pads 21, die aus Cu gebildet ist und leicht an dem Verkapselungsharz 80 anhaftet. Auf diese Art und Weise vermeidet die Region 24b eine Delaminierung des Verkapselungsharzes 80 von dem Ansteuer-Pad 21. Eine Delaminierung des Verkapselungsharzes 80 von dem Ansteuer-Pad 21 kann zu einem Bruch des Ansteuer-Drahts 50 führen, der an das Ansteuer-Pad 21 gebondet ist. In dieser Hinsicht hemmt die Region 24b, die gegenüber der plattierten Schicht 71 freiliegt, eine Delaminierung des Verkapselungsharzes 80 von dem Ansteuer-Pad 21 und vermeidet einen Bruch des Ansteuer-Drahts 50.
Die Verbindungsfläche 34 des Steuer-Pads 31 beinhaltet die Region 34a, die von der plattierten Schicht 72 bedeckt ist, und die Region 34b, die gegenüber der plattierten Schicht 72 freiliegt. Die plattierte Schicht 72, die aus Ni gebildet ist, hemmt eine Trennung des Steuer-Drahts 60 von dem Steuer-Pad 31. Wenn der Steuer-Draht 60, der aus Al gebildet ist, direkt an das Steuer-Pad 31 gebondet würde, das aus Cu gebildet ist, kann beispielsweise Wärme das Wachstum einer Zwischenmetall-Zusammensetzung zwischen dem Steuer-Draht 60 und dem Steuer-Pad 31 unterstützen und den Steuer-Draht 60 von den Steuer-Pad 31 trennen. Demzufolge verhindert die plattierte Schicht 72, die aus Ni gebildet ist, die Bildung einer Zwischenmetall-Zusammensetzung und hemmt eine Trennung des Steuer-Drahts 60 von dem Steuer-Pad 31.
Die Region 34b in der Verbindungsfläche 34 des Steuer-Pads 31, die gegenüber der plattierten Schicht 72 freiliegt, ist jene Fläche des Steuer-Pads 31, die aus Cu gebildet ist und die leicht an dem Verkapselungsharz 80 anhaftet. Auf diese Art und Weise verhindert die Region 34b eine Delaminierung des Verkapselungsharzes 80 von dem Steuer-Pad 31. Eine Delaminierung des Verkapselungsharzes 80 von dem Steuer-Pad 31 kann zu einem Bruch des Steuer-Drahts 60 führen, der an das Steuer-Pad 31 gebondet ist. In dieser Hinsicht hemmt die Region 34b, die gegenüber der plattierten Schicht 72 freiliegt, eine Delaminierung des Verkapselungsharzes von dem Steuer-Pad 31 und vermeidet einen Bruch des Steuer-Drahts 60.
Zu dem Halbleiterbauteil 1, das das Halbleiterelement 40 beinhaltet, das aus SiC gebildet ist, fließen große Ströme. Demzufolge wird der Ansteuer-Draht 50 mit großem Durchmesser, der aus Al gebildet ist, zwischen der Hauptflächen-Ansteuerelektrode 41 des Halbleiterelements 40 und dem Ansteuer-Pad 21 verwendet. Wenn ein Gold-(Au)- oder ein Cu-Draht verwendet würde, müssten mehrfache Drähte verbunden werden, und zwar in Übereinstimmung bzw. Anpassung an den Strom. Dies würde die Anzahl der Prozesse erhöhen, die zur Verbindung erforderlich sind, und den Pad-Flächeninhalt vergrößern, wodurch die Größe des Halbleiterbauteils vergrößert würde. Bei dem Halbleiterbauteil 1 der vorliegenden Ausführungsform ermöglicht der einzelne Ansteuer-Draht 50 den Fluss des notwendigen Stroms, ohne dass die Anzahl der Herstellungsprozesse zunimmt oder die Größe des Halbleiterbauteils zunimmt.
Das Halbleiterbauteil 1 der vorliegenden Ausführungsform hat die folgenden Vorteile.
(1) Das Halbleiterelement 40 ist auf der Hauptfläche 10a des Substrats 10 montiert. Die plattierten Schichten 71 und 72, die aus Ni gebildet sind, sind auf der Verbindungsfläche 24 des Ansteuer-Pads 21 bzw. auf der Verbindungsfläche 34 des Steuer-Pads 31 gebildet, die aus Cu gebildet sind, um die Verbindungsflächen 24 und 34 teilweise zu bedecken. Das erste Ende 51 des Ansteuer-Drahts 50, der aus Al gebildet ist, ist an die Hauptflächen-Ansteuerelektrode 41 des Halbleiterelements 40 gebondet, und das zweite Ende 52 des Ansteuer-Drahts 50 ist an die plattierte Schicht 71 auf der Verbindungsfläche 24 des Ansteuer-Pads 21 gebondet. Das erste Ende 61 des Steuer-Drahts 60, der aus Al gebildet ist, ist an die Steuer-Elektrode 43 des Halbleiterelements 40 gebondet, und das zweite Ende 62 des Steuer-Drahts 60 ist an die plattierte Schicht 72 auf der Verbindungsfläche 34 des Steuer-Pads 31 gebondet. Das Verkapselungsharz 80 verkapselt das Halbleiterelement 40, das Ansteuer-Pad 21, das Steuer-Pad 31, die plattierten Schichten 71 und 72, den Ansteuer-Draht 50 und den Steuer-Draht 60. Die plattierte Schicht 72, die aus Ni gebildet ist, hemmt eine Trennung des Steuer-Drahts 60 von dem Steuer-Pad 31. Die Region 24b in der Verbindungsfläche 24 des Ansteuer-Pads 21, die gegenüber der plattierten Schicht 71 freiliegt, haftet leicht an dem Verkapselungsharz 80 an. Dies hemmt eine Delaminierung des Verkapselungsharzes 80 von dem Ansteuer-Pad 21 und vermeidet einen Bruch des Ansteuer-Drahts 50. Ferner hemmt die plattierte Schicht 71, die aus Ni gebildet ist, eine Trennung des Ansteuer-Drahts 50 von dem Ansteuer-Pad 21. Die Region 24b auf der Verbindungsfläche 34 des Ansteuer-Pads 21 ist gegenüber der plattierten Schicht 71 freigelegt und ist geeignet anhaftend bzw. adhäsiv („adhesive“) für das Verkapselungsharz 80. Dies vermeidet ein Abfallen des Verkapselungsharzes 80 von dem Ansteuer-Pad 21 und einen Bruch des Ansteuer-Drahts 50.
Zweite Ausführungsform
Ein Halbleiterbauteil einer zweiten Ausführungsform wird nunmehr unter Bezugnahme auf die 9 bis 14 beschrieben.
Wie es in 9 gezeigt ist, beinhaltet ein Halbleiterbauteil 101 ein Substrat 110, einen Ansteuer-Anschluss 120, einen Steuer-Anschluss 130, ein Halbleiterelement 140, einen Ansteuer-Draht 150, einen Steuer-Draht 160 und ein Verkapselungsharz 180. Das Verkapselungsharz 180 verkapselt das Halbleiterelement 140, den Steuer-Draht 160 und den Ansteuer-Draht 150. Das Verkapselungsharz 180 ist gebildet, um einen Teil des Substrats 110, einen Teil des Ansteuer-Anschlusses 120 und einen Teil des Steuer-Anschlusses 130 freizulegen.
Der Ansteuer-Anschluss 120 beinhaltet einen äußeren Anschluss 120A und einen inneren Anschluss 120B. Der äußere Anschluss 120A steht gegenüber dem Verkapselungsharz 180 nach außen vor. Der innere Anschluss 120B ist im Inneren des Verkapselungsharzes 180 angeordnet und ist elektrisch mit dem äußeren Anschluss 120A verbunden. In der vorliegenden Ausführungsform sind der äußere Anschluss 120A und der innere Anschluss 120B in einer einzelnen Komponente integriert bzw. einstückig ausgebildet. Der Steuer-Anschluss 130 beinhaltet einen äußeren Anschluss 130A und einen inneren Anschluss 130B. Der äußere Anschluss 130A steht gegenüber dem Verkapselungsharz 180 nach außen vor. Der innere Anschluss 130B ist im Inneren des Verkapselungsharzes 180 angeordnet und ist elektrisch mit dem äußeren Anschluss 130A verbunden. In der vorliegenden Ausführungsform sind der äußere Anschluss 130A und der innere Anschluss 130B in einer einzelnen Komponente integriert. Das Halbleiterbauteil 101 in der vorliegenden Ausführungsform ist ein Transistor-Outline-(TO)-252-Gehäuse, das durch den Standard für Gehäuseumrisse (JEITA-Standards) spezifiziert ist. Ferner ist das Halbleiterbauteil 101 vom Typ „Single-Inline-Gehäuse“ (SIP), bei dem sich der äußere Anschluss 120A des Ansteuer-Anschlusses 120 und der äußere Anschluss 130A des Steuer-Anschlusses 130 beide aus der gleichen Fläche des Verkapselungsharzes 180 heraus erstrecken.
Wie es in 9 gezeigt ist, ist das Verkapselungsharz 180 kastenförmig. In den 9, 10 und 14 ist das Verkapselungsharz 180 zum Erleichtern des Verständnisses durch Doppel-Strich-Linien dargestellt, und Komponenten, die im Inneren des Verkapselungsharzes 180 angeordnet sind, sind durch durchgezogene Linien dargestellt.
Das Verkapselungsharz 180 ist ein elektrisch isolierendes Kunstharz. In einem Beispiel ist das Verkapselungsharz 180 ein Epoxidharz. Das Verkapselungsharz 180 beinhaltet sechs Flächen, nämlich eine erste Verkapselungsharz-Seitenfläche 181, eine zweite Verkapselungsharz-Seitenfläche 182, eine dritte Verkapselungsharz-Seitenfläche 183, eine vierte Verkapselungsharz-Seitenfläche 184, eine Verkapselungsharz-Rückfläche 185 und eine Verkapselungsharz-Vorderfläche 186. Die erste Verkapselungsharz-Seitenfläche 181 und die zweite Verkapselungsharz-Seitenfläche 182 sind voneinander getrennt und weisen voneinander weg. Die dritte Verkapselungsharz-Seitenfläche 183 und die vierte Verkapselungsharz-Seitenfläche sind voneinander getrennt und weisen voneinander weg. Die Verkapselungsharz-Rückfläche 185 und die Verkapselungsharz-Vorderfläche 186 sind voneinander getrennt und weisen voneinander weg. In der nachstehenden Beschreibung wird die Richtung, in der die Verkapselungsharz-Rückfläche 185 und die Verkapselungsharz-Vorderfläche 186 benachbart („next“) zueinander bzw. beabstandet voneinander angeordnet sind, als die Dickenrichtung Z bezeichnet, die Richtung, in der die erste Verkapselungsharz-Seitenfläche 181 und die zweite Verkapselungsharz-Seitenfläche 182 benachbart zueinander bzw. beabstandet voneinander angeordnet sind, wird als die Longitudinalrichtung X bezeichnet, und die Richtung, in der die dritte Verkapselungsharz-Seitenfläche 183 und die vierte Verkapselungsharz-Seitenfläche 184 benachbart zueinander bzw. beabstandet voneinander sind, wird als die Lateralrichtung Y bezeichnet. Die Longitudinalrichtung X und die Lateralrichtung Y sind orthogonal zu der Dickenrichtung Z. Die Longitudinalrichtung X ist orthogonal zu der Lateralrichtung Y. Die Dickenrichtung Z entspricht einer ersten Richtung, die Longitudinalrichtung X entspricht einer zweiten Richtung, und die Lateralrichtung Y entspricht einer dritten Richtung.
Das Verkapselungsharz 180 ist kastenförmig. Das Verkapselungsharz 180 ist ein elektrisch isolierendes Kunstharz. In einem Beispiel ist das Verkapselungsharz 180 ein Epoxidharz. Das Verkapselungsharz 180 beinhaltet sechs Flächen, nämlich eine erste Verkapselungsharz-Seitenfläche 181, eine zweite Verkapselungsharz-Seitenfläche 182, eine dritte Verkapselungsharz-Seitenfläche 183, eine vierte Verkapselungsharz-Seitenfläche 184, eine Verkapselungsharz-Rückfläche 185 und eine Verkapselungsharz-Vorderfläche 186. Die erste Verkapselungsharz-Seitenfläche 181 und die zweite Verkapselungsharz-Seitenfläche 182 sind voneinander getrennt und weisen voneinander weg. Die dritte Verkapselungsharz-Seitenfläche 183 und die vierte Verkapselungsharz-Seitenfläche sind voneinander getrennt und weisen voneinander weg. Die Verkapselungsharz-Rückfläche 185 und die Verkapselungsharz-Vorderfläche 186 sind voneinander getrennt und weisen voneinander weg. In der nachstehenden Beschreibung wird die Richtung, in der die Verkapselungsharz-Rückfläche 185 und die Verkapselungsharz-Vorderfläche 186 benachbart zueinander bzw. beabstandet voneinander angeordnet sind, als die Dickenrichtung Z bezeichnet, die Richtung, in der die erste Verkapselungsharz-Seitenfläche 181 und die zweite Verkapselungsharz-Seitenfläche 182 benachbart zueinander bzw. beabstandet voneinander angeordnet sind, wird als die Longitudinalrichtung X bezeichnet, und die Richtung, in der die dritte Verkapselungsharz-Seitenfläche 183 und die vierte Verkapselungsharz-Seitenfläche 184 benachbart zueinander bzw. beabstandet voneinander sind, wird als die Lateralrichtung Y bezeichnet. Die Longitudinalrichtung X und die Lateralrichtung Y sind orthogonal zu der Dickenrichtung Z. Die Longitudinalrichtung X ist orthogonal zu der Lateralrichtung Y. Die Longitudinalrichtung X entspricht der ersten Richtung, und die Lateralrichtung Y entspricht der zweiten Richtung.
10 ist ein Diagramm des Halbleiterbauteils 101 bei einer Betrachtung der Verkapselungsharz-Vorderfläche 186 in der Dickenrichtung Z.
Wie es in 10 gezeigt ist, ist dann, wenn das Halbleiterbauteil 101 in der Dickenrichtung Z ausgehend von bzw. auf die Verkapselungsharz-Vorderfläche 186 betrachtet wird, das Verkapselungsharz 180 im Wesentlichen rechteckförmig, derart, dass die Longitudinalrichtung X die langseitige Richtung ist und die Lateralrichtung Y die kurzseitige Richtung. Eine Betrachtung in der Dickenrichtung Z wird nachstehend als eine Draufsicht bezeichnet. In einer Draufsicht erstrecken sich die erste Verkapselungsharz-Seitenfläche 181 und die zweite Verkapselungsharz-Seitenfläche 182 in der Lateralrichtung Y, und die dritte Verkapselungsharz-Seitenfläche 183 und die vierte Verkapselungsharz-Seitenfläche 184 erstrecken sich in der Longitudinalrichtung X.
Das Substrat 110 beinhaltet eine Hauptfläche 110a und eine Rückfläche 110b (siehe 11), die in der Dickenrichtung Z voneinander weg weisen. Die Hauptfläche 110a ist in die gleiche Richtung orientiert wie die Verkapselungsharz-Vorderfläche 186. Die Rückfläche 110b ist in die gleiche Richtung orientiert wie die Verkapselungsharz-Rückfläche 185. Das Substrat 110 beinhaltet einen plattenförmigen Substratkörper 111 und einen Anschlussabschnitt 116. In der vorliegenden Ausführungsform sind der Substratkörper 111 und der Anschlussabschnitt 116 in einer einzelnen Komponente integriert. Der Substratkörper 111 ist ein Die-Bond-Pad, auf dem das Halbleiterelement 140 montiert ist.
Der Substratkörper 111 kann in einen Innenkörper 112 und einen Vorsprung 113 unterteilt werden. Der Innenkörper 112 ist von dem Verkapselungsharz 180 bedeckt. Der Vorsprung 113 steht gegenüber dem Verkapselungsharz 180 nach außen vor. Der Innenkörper 112 ist in der Longitudinalrichtung X benachbart zu dem Vorsprung 113 angeordnet. Der Vorsprung 113 steht in der Longitudinalrichtung X gegenüber der ersten Verkapselungsharz-Seitenfläche 181 nach außen vor. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Vorsprung 113 in der Lateralrichtung Y kleiner bzw. größer als der Innenkörper 112. Der Vorsprung 113 kann in der Lateralrichtung Y eine beliebige Größe haben. In einem Beispiel können der Vorsprung 113 und der Innenkörper 112 in der Lateralrichtung Y die gleiche Größe haben bzw. gleich groß sein.
In einer Draufsicht ist der Innenkörper 112 so angeordnet, dass die Mitte des Innenkörpers 112 in Bezug auf die Longitudinalrichtung X ausgehend von der Mitte des Verkapselungsharzes 180 in Bezug auf die Longitudinalrichtung X hin zu der ersten Verkapselungsharz-Seitenfläche 181 angeordnet bzw. versetzt ist. Der Innenkörper 112 beinhaltet eine Hauptfläche 112a, eine Rückfläche 112b (siehe 11), eine erste Seitenfläche 112c, eine zweite Seitenfläche 112d und eine dritte Seitenfläche 112e. Die Hauptfläche 112a und die Rückfläche 112b weisen in der Dickenrichtung Z voneinander weg. Die Hauptfläche 112a ist ein Teil der Hauptfläche 110a des Substrats 110, und die Rückfläche 112b ist ein Teil der Rückfläche 110b des Substrats 110. Demgemäß weist die Hauptfläche 112a hin zu der Verkapselungsharz-Vorderfläche 186, und die Rückfläche 112b weist hin zu der Verkapselungsharz-Rückfläche 185. Ferner weist die erste Seitenfläche 112c hin zu der zweiten Verkapselungsharz-Seitenfläche 182, die zweite Seitenfläche 112d weist hin zu der dritten Verkapselungsharz-Seitenfläche 183, und die dritte Seitenfläche 112e weist hin zu der vierten Verkapselungsharz-Seitenfläche 184. Die erste Seitenfläche 112c erstreckt sich in der Lateralrichtung Y. Die zweite Seitenfläche 112d ist in der Lateralrichtung Y von der dritten Seitenfläche 112e getrennt. Die zweite Seitenfläche 112d und die dritte Seitenfläche 112e erstrecken sich in der Longitudinalrichtung X.
Der Innenkörper 112 beinhaltet einen schmalen Abschnitt 114 an einem Ende, das hin zu dem Vorsprung 113 angeordnet ist. Der schmale Abschnitt 114 beinhaltet eine Ausnehmung 114a und eine Ausnehmung 114b. Die Ausnehmung 114a ist gegenüber der zweiten Seitenfläche 112d in der Lateralrichtung Y hin zu der vierten Verkapselungsharz-Seitenfläche 184 ausgenommen bzw. zurück versetzt, und die Ausnehmung 114b ist gegenüber der dritten Seitenfläche 112e in der Lateralrichtung Y hin zu der dritten Verkapselungsharz-Seitenfläche 181 ausgenommen bzw. zurück versetzt. Der schmale Abschnitt 114 hat in der Lateralrichtung Y eine kleinere Größe als ein Teil des Innenkörpers 112, der nicht dem schmalen Abschnitt 114 entspricht, und zwar in der Lateralrichtung Y. Ferner hat der schmale Abschnitt 114 in der Lateralrichtung Y eine kleinere Größe als der Vorsprung 113. Der schmale Abschnitt 114 ist in der Longitudinalrichtung X benachbart zu der ersten Verkapselungsharz-Seitenfläche 181 des Verkapselungsharzes 180 angeordnet. Der schmale Abschnitt 114 beinhaltet ein Durchgangsloch 115, das sich in der Dickenrichtung Z durch den schmalen Abschnitt 114 hindurch erstreckt. In einer Draufsicht ist das Durchgangsloch 115 elliptisch, wobei die Lateralrichtung Y der Longitudinalrichtung entspricht.
Der Innenkörper 112 beinhaltet Flansche 119a und 119b, die sich von Seitenflächen des Innenkörpers 112 erstrecken. Der Flansch 119a steht gegenüber der zweiten Seitenfläche 112d des Innenkörpers 112 hin zu der dritten Verkapselungsharz-Seitenfläche 183 vor. Der Flansch 119b steht gegenüber der dritten Seitenfläche 112e des Innenkörpers 112 in Richtung hin zu der vierten Verkapselungsharz-Seitenfläche 184 vor.
Die Flansche 119a und 119b sind beide so angeordnet, dass sie bündig sind mit der Hauptfläche 112a des Innenkörpers 112. Demzufolge beinhaltet die Hauptfläche 110a des Substrats 110 die Hauptfläche 112a und die Flansche 119a und 119b des Innenkörpers 112. Ferner sind die Flansche 119a und 119b gegenüber der Rückfläche 112b hin zu der Hauptfläche 112a des Innenkörpers 112 angeordnet bzw. versetzt. Demzufolge beinhaltet die Rückfläche 110b des Substrats 110 die Rückfläche 112b des Innenkörpers 112. Die Flansche 119a und 119b hemmen eine Trennung des Substrats 110 von dem Verkapselungsharz 180.
Wie es in 11 gezeigt ist, ist die Rückfläche 110b des Substrats 110 (Rückfläche 112b des Innenkörpers 112) gegenüber der Verkapselungsharz-Rückfläche 185 freigelegt. Dies leitet Wärme des Substrats 110 aus dem Halbleiterbauteil 101 ab. Das Verkapselungsharz 180 füllt die Ausnehmung 114a und 114b und das Durchgangsloch 115 in dem schmalen Abschnitt 114 des Innenkörpers 112. Dies hemmt ferner eine Trennung des Substrats 110 von dem Verkapselungsharz 180.
Wie es in den 10 und 12 gezeigt ist, erstreckt sich der Anschlussabschnitt 116 von dem Ende des Innenkörpers 112, das auf der Seite der ersten Fläche 112c angeordnet ist, hin zu der zweiten Verkapselungsharz-Seitenfläche 182 und steht gegenüber der zweiten Verkapselungsharz-Seitenfläche 182 nach außen vor. Der Anschlussabschnitt 116 kann in eine Terminal-Sektion 117 und eine Koppel-Sektion 118 unterteilt werden. Die Terminal-Sektion 118 steht gegenüber der zweiten Verkapselungsharz-Seitenfläche 182 nach außen vor. Die Koppel-Sektion 118 koppelt die Terminal-Sektion 117 und den Innenkörper 112.
Wie es in 10 gezeigt ist, ist die Koppel-Sektion 118 ausgehend von dem zentralen Teil des Innenkörpers 112 in der Lateralrichtung Y hin zu der zweiten Seitenfläche 112d angeordnet bzw. versetzt. Die Koppel-Sektion 118 ist kontinuierlich ausgebildet mit dem Flansch 119a. Genauer gesagt beinhaltet die Koppel-Sektion 118 einen Teil, der mit dem Innenkörper 112 verbunden ist, und jener Teil ist dicker als die Flansche 119a und 119b und dünner als der Innenkörper 112.
Wie es in den 10 und 12 gezeigt ist, beinhaltet die Koppel-Sektion 118 einen geneigten Teil 118a. Der geneigte Teil 118a ist gegenüber der ersten Seitenfläche 112c des Innenkörpers 112 geneigt, derart, dass die Verkapselungsharz-Vorderfläche 1860 um so näher kommt, je näher die zweite Verkapselungsharz-Seitenfläche 182 kommt. Die Koppel-Sektion 118 beinhaltet einen Mittelteil 118b, der zwischen dem geneigten Teil 118a und der Terminal-Sektion 117 angeordnet ist. Der Mittelteil 118b ist gegenüber der Hauptfläche 112a des Innenkörpers 112 hin zu der Verkapselungsharz-Vorderfläche 186 angeordnet bzw. versetzt. In einer Draufsicht beinhaltet der Mittelteil 118b eine Biegung 118c bzw. einen abgebogenen Abschnitt 118c, die hin zu der vierten Verkapselungsharz-Seitenfläche 184 gebogen ist. Der Abschnitt der zweiten Verkapselungsharz-Seitenfläche 182, und zwar dort, wo der Mittelteil 118b schneidet, ist in Bezug auf die Lateralrichtung Y an dem zentralen Teil der zweiten Verkapselungsharz-Seitenfläche 182 angeordnet.
Die Terminal-Sektion 117 steht gegenüber dem zentralen Teil der zweiten Verkapselungsharz-Seitenfläche 182 in Bezug auf die Lateralrichtung Y nach außen vor. In Bezug auf die Dickenrichtung Z ist die Terminal-Sektion 117 auf der gleichen Position angeordnet wie der Mittelteil 118b. Mit anderen Worten ist die Terminal-Sektion 117 gegenüber der Hauptfläche 112a des Innenkörpers 112 hin zu der Verkapselungsharz-Vorderfläche 186 angeordnet bzw. versetzt.
Wie es in 10 gezeigt ist, und zwar in einer Draufsicht, sind der Ansteuer-Anschluss 120 und der Steuer-Anschluss 130 in der Longitudinalrichtung X von dem Substrat 110 getrennt bzw. beabstandet und sind gegenüber dem Substrat 110 hin zu der zweiten Verkapselungsharz-Seitenfläche 182 des Verkapselungsharzes 180 angeordnet bzw. versetzt. Der Ansteuer-Anschluss 120 ist in der Lateralrichtung Y von dem Steuer-Anschluss 130 getrennt bzw. beabstandet. Der Anschlussabschnitt 116 ist in der Lateralrichtung Y zwischen dem Ansteuer-Anschluss 120 und dem Steuer-Anschluss 130 angeordnet.
Der Ansteuer-Anschluss 120 beinhaltet ein Ansteuer-Pad 121, ein Ansteuer-Terminal 122 und einen Koppel-Abschnitt 123. Das Ansteuer-Pad 121 und der Koppel-Abschnitt 123 definieren den inneren Anschluss 120B, und das Ansteuer-Terminal 122 definiert den äußeren Anschluss 120A. Der Koppelabschnitt 123 koppelt das Ansteuer-Pad 121 und das Ansteuer-Terminal 122. Das Ansteuer-Pad 121 und der Koppel-Abschnitt 123 sind in der Longitudinalrichtung X zwischen dem Substrat 110 und der zweiten Verkapselungsharz-Seitenfläche 182 angeordnet. Das Ansteuer-Pad 121 und der Koppel-Abschnitt 123 sind gegenüber dem zentralen Teil des Verkapselungsharzes 180 in Bezug auf die Lateralrichtung Y hin zu der vierten Verkapselungsharz-Seitenfläche 184 angeordnet bzw. versetzt.
In einer Draufsicht ist das Ansteuer-Pad 121 rechteckförmig, wobei die Lateralrichtung Y der langseitigen Richtung entspricht und wobei die Longitudinalrichtung X der kurzseitigen Richtung entspricht. Wie es in den 10 und 13 gezeigt ist, beinhaltet das Ansteuer-Pad 121 eine obere Fläche 121a, eine untere Fläche 121b und Seitenflächen 121c. Die obere Fläche 121a und die untere Fläche 121b weisen in der Dickenrichtung Z voneinander weg. Die obere Fläche 121a ist in der gleichen Richtung orientiert wie die Hauptfläche 110a des Substrats 110. Jede Seitenfläche 121c ist entweder in der Longitudinalrichtung X oder in der Lateralrichtung Y orientiert.
Wie es in 13 gezeigt ist, ist das Ansteuer-Pad 121 gegenüber der Hauptfläche 112a des Innenkörpers 112 in der Dickenrichtung Z hin zu der Verkapselungsharz-Vorderfläche 186 angeordnet bzw. versetzt. Ferner ist das Ansteuer-Pad 121 gegenüber einer Hauptfläche 140a des Halbleiterelements 140 in der Dickenrichtung Z hin zu der Verkapselungsharz-Vorderfläche 186 angeordnet bzw. versetzt. Wie es in den 12 und 13 gezeigt ist, ist bei der vorliegenden Ausführungsform des Ansteuer-Pads 121 auf der gleichen Position in Bezug auf die Dickenrichtung Z angeordnet wie der mittlere Teil 118b des Anschlussabschnitts 116.
Wie es in 10 gezeigt ist, ist der Koppel-Abschnitt 123 kontinuierlich ausgebildet mit jenem Ende des Ansteuer-Pads 121, das auf der Seite der zweiten Verkapselungsharz-Seitenfläche 182 angeordnet ist. Der Koppel-Abschnitt 123 ist gegenüber dem zentralen Teil des Ansteuer-Pads 121 in Bezug auf die Lateralrichtung Y hin zu der vierten Verkapselungsharz-Seitenfläche 184 angeordnet bzw. versetzt. Das Ansteuer-Terminal 122 bildet ein Source-Terminal. Wie es in 13 gezeigt ist, steht das Ansteuer-Terminal 122 gegenüber einer ersten geneigten Fläche 182a der zweiten Verkapselungsharz-Seitenfläche 182 nach außen vor.
Wie es in 10 gezeigt ist, beinhaltet der Steuer-Anschluss 130 ein Steuer-Pad 131, ein Steuer-Terminal 132 und einen Koppel-Abschnitt 133. Das Steuer-Pad 131 und der Koppel-Abschnitt 133 definieren den inneren Anschluss 130B. Das Steuer-Terminal 132 definiert den äußeren Anschluss 130A. Der Koppel-Abschnitt 133 koppelt das Steuer-Pad 131 und das Steuer-Terminal 132. Das Steuer-Pad 131 und der Koppel-Abschnitt 133 sind in der Longitudinalrichtung X zwischen dem Substrat 110 und der zweiten Verkapselungsharz-Seitenfläche 182 angeordnet. Das Steuer-Pad 131 und der Koppel-Abschnitt 133 sind gegenüber dem zentralen Teil des Verkapselungsharzes 180 in der Lateralrichtung Y hin zu der dritten Verkapselungsharz-Seitenfläche 183 angeordnet bzw. versetzt.
In einer Draufsicht ist das Steuer-Pad 131 rechteckförmig, wobei die Lateralrichtung Y der langseitigen Richtung entspricht und wobei die Longitudinalrichtung X der kurzseitigen Richtung entspricht. Wie es in den 10 und 13 gezeigt ist, beinhaltet das Steuer-Pad 131 eine obere Fläche 131a, eine untere Fläche 131b und Seitenflächen 131c. Die obere Fläche 131a und die untere Fläche 131b weisen in der Dickenrichtung Z voneinander weg. Die obere Fläche 131a ist in die gleiche Richtung orientiert wie die Hauptfläche 110a des Substrats 110. Jede Seitenfläche 131c ist entweder in der Longitudinalrichtung X oder in der Lateralrichtung Y orientiert.
Das Steuer-Pad 131 ist kleiner als das Ansteuer-Pad 121 in der Lateralrichtung Y. In der Dickenrichtung Z ist das Steuer-Pad 131 gegenüber der Hauptfläche 112a des Innenkörpers 112 hin zu der Verkapselungsharz-Vorderfläche 186 angeordnet bzw. versetzt. Ferner ist das Steuer-Pad 131 gegenüber der Hauptfläche 140a des Halbleiterelements 140 in der Dickenrichtung Z hin zu der Verkapselungsharz-Vorderfläche 186 angeordnet bzw. versetzt. In der vorliegenden Ausführungsform ist das Steuer-Pad 131 auf der gleichen Position in Bezug auf die Dickenrichtung Z angeordnet wie der mittlere Teil 118b des Anschlussabschnitts 116.
Der Koppel-Abschnitt 133 ist kontinuierlich ausgebildet mit jenem Ende des Steuer-Pads 131, das auf der Seite der zweiten Verkapselungsharz-Seitenfläche 182 angeordnet ist. Der Koppel-Abschnitt 133 ist an dem Steuer-Pad 131 hin zu der dritten Verkapselungsharz-Seitenfläche 183 angeordnet bzw. versetzt, und zwar in der Lateralrichtung Y. Das Steuer-Terminal 132 bildet ein Gate-Terminal. Das Steuer-Terminal 132 steht gegenüber der ersten geneigten Fläche 182a der zweiten Verkapselungsharz-Seitenfläche 182 nach außen vor.
Wie es in 12 gezeigt ist, beinhaltet das Substrat 110 ein erstes Basismaterial (Substrat-Basismaterial) 201 und eine erste plattierte Schicht (plattierte Substratschicht) 202.
Das erste Basismaterial 201 ist aus Kupfer (Cu) gebildet. In der vorliegenden Ausführungsform bedeutet, dass etwas aus Cu gebildet ist, dass es aus Cu oder aus einer Legierung gebildet ist, die Cu enthält. Das erste Basismaterial 201 ist beispielsweise durch eine Metalllage bzw. ein Metallblech gebildet, das durch Walzen („rolling“) gebildet ist. Das erste Basismaterial 201 beinhaltet den Anschlussabschnitt 116 und die Flansche 119a und 119b, die durch Pressen des Metallblechs gebildet sind. Die erste plattierte Schicht 202 ist gebildet, um die Flächen des ersten Basismaterials 201 zu bedecken. Die erste plattierte Schicht 202 ist aus Nickel (Ni) gebildet. Wenn etwas aus Ni gebildet ist, bedeutet dies, dass es aus Ni oder einer Legierung gebildet ist, die Ni enthält.
Das erste Basismaterial 201 und die erste plattierte Schicht 202 bilden jeden Teil des Substrats 110. Mit anderen Worten beinhaltet das erste Basismaterial 201 den Teil, der den plattenförmigen Substratkörper 111 bildet, und den Teil, der den Anschlussabschnitt 116 bildet. Ferner bilden die Flächen der ersten plattierten Schicht 202, die die Flächen des ersten Basismaterials 201 bedeckt, die Flächen des Substrats 110, d.h. die Flächen des Substratkörpers 111 und die Flächen des Anschlussabschnitts 116.
Wie es in 13 gezeigt ist, beinhaltet der Ansteuer-Anschluss 120 ein zweites Basismaterial 124 und eine zweite plattierte Schicht 125.
Das zweite Basismaterial 124 beinhaltet einen Pad-Abschnitt 126 und einen Anschlussabschnitt 127. Der Pad-Abschnitt 126 bildet das Ansteuer-Pad 121. Der Anschlussabschnitt 127 bildet das Ansteuer-Terminal 122 und den Koppel-Abschnitt 123.
Wie es in den 10 und 13 gezeigt ist, ist der Pad-Abschnitt 126 kastenförmig. Der Pad-Abschnitt 126 beinhaltet eine obere Fläche 126a, eine untere Fläche 126b und Seitenflächen 126c. Die obere Fläche 126a und die untere Fläche 126b weisen in der Dickenrichtung Z voneinander weg. Die obere Fläche 126a ist in der gleichen Richtung orientiert wie die Hauptfläche 110a des Substrats 110. Jede Seitenfläche 126c ist entweder in der Longitudinalrichtung X oder in der Lateralrichtung Y orientiert. Die zweite plattierte Schicht 125 bedeckt die Flächen des Pad-Abschnitts 126. Mit anderen Worten bedeckt die zweite plattierte Schicht 125 die obere Fläche 126a, die untere Fläche 126b und die Seitenflächen 126c des Pad-Abschnitts 126. Daher entsprechen die Flächen der zweiten plattierten Schicht 125, die den Pad-Abschnitt 126 bedeckt, der oberen Fläche 121a, die untere Fläche 121b und den Seitenflächen 121c des Ansteuer-Pads 121.
Der Anschlussabschnitt 127 erstreckt sich gegenüber dem Pad-Abschnitt 126 in der Longitudinalrichtung X und steht gegenüber dem Verkapselungsharz 180 nach außen vor. Der Anschlussabschnitt 127 beinhaltet eine obere Fläche 127a, eine untere Fläche 127b, eine Seitenfläche 127c und eine Endfläche 127d. Die obere Fläche 127a und die untere Fläche 127b weisen in der Dickenrichtung Z voneinander weg. Die Seitenfläche 127c ist in der Lateralrichtung Y orientiert. Die Endfläche 127d ist in der Longitudinalrichtung X orientiert. Die Endfläche 127d ist eine Fläche, die an einem distalen Ende des Anschlussabschnitts 127 angeordnet ist, der aus dem Verkapselungsharz 180 nach außen vorsteht. Die zweite plattierte Schicht 125 bedeckt die obere Fläche 127a, die untere Fläche 127b und die Seitenfläche 127c des Anschlussabschnitts 127. Daher entsprechen die Flächen der zweiten plattierten Schicht 125, die den Anschlussabschnitt 127 bedeckt, den Flächen des Ansteuer-Terminals 122 und des Koppel-Abschnitts 123.
In der vorliegenden Ausführungsform ist die Fläche, die an dem distalen Ende des Anschlussabschnitts 127 angeordnet ist, oder die Endfläche 127d, nicht von der zweiten plattierten Schicht 125 bedeckt. Demzufolge ist die Endfläche 127d des Anschlussabschnitts 127 gegenüber der zweiten plattierten Schicht 125 freigelegt. Mit anderen Worten ist das zweite Basismaterial 124 gegenüber der zweiten plattierten Schicht 125 an der distalen Endfläche des Ansteuer-Terminals 122 freigelegt.
Das zweite Basismaterial 124 ist aus Cu gebildet. Das zweite Basismaterial 124 ist beispielsweise durch ein Metallblech bzw. eine Metalllage gebildet, das durch Walzen gebildet ist, und zwar auf die gleiche Art und Weise wie das erste Basismaterial 201. Das zweite Basismaterial 124 beinhaltet den Anschlussabschnitt 127 und den Pad-Abschnitt 126, die durch Pressen des Metallblechs gebildet sind. Die zweite plattierte Schicht 125 ist aus Ni gebildet. Wie es in 15 gezeigt ist, ist die zweite plattierte Schicht 125 eine plattierte Schicht mit rauer Oberfläche, die eine rauere Oberfläche hat als das zweite Basismaterial 124. Die zweite plattierte Schicht 125, bei der es sich um eine plattierte Schicht mit rauer Oberfläche handelt, kann beispielsweise erhalten werden, indem ein elektrolytischer Plattierungsprozess an dem zweiten Basismaterial 124 des Ansteuer-Anschlusses 120 durchgeführt wird.
Wie es in 14 gezeigt ist, beinhaltet der Steuer-Abschnitt 130 ein drittes Basismaterial 134 und eine dritte plattierte Schicht 135.
Das dritte Basismaterial 134 beinhaltet einen Pad-Abschnitt 136 und einen Anschlussabschnitt 137. Der Pad-Abschnitt 136 bildet das Steuer-Pad 131. Der Anschlussabschnitt 137 bildet das Steuer-Terminal 132 und den Koppel-Abschnitt 133.
Wie es in den 10 und 13 gezeigt ist, ist der Pad-Abschnitt 136 kastenförmig. Der Pad-Abschnitt 136 beinhaltet eine obere Fläche 127a, eine untere Fläche 127b und Seitenflächen 127c. Die obere Fläche 127a und die untere Fläche 127b weisen in der Dickenrichtung voneinander weg. Die obere Fläche 127a ist in der gleichen Richtung orientiert wie die Hauptfläche 110a des Substrats 110. Jede Seitenfläche 127c ist entweder in der Longitudinalrichtung X oder in der Lateralrichtung Y orientiert. Die dritte plattierte Schicht 135 bedeckt die Flächen des Pad-Abschnitts 136. Mit anderen Worten bedeckt die dritte plattierte Schicht 135 die obere Fläche 136a, die untere Fläche 136b und die Seitenflächen 136c des Pad-Abschnitts 136. Demzufolge entsprechen die Flächen der dritten plattierten Schicht 135, die den Pad-Abschnitt 136 bedeckt, der oberen Fläche 131a, der unteren Fläche 131b und den Seitenflächen 131c des Steuer-Pads 131.
Der Anschlussabschnitt 137 erstreckt sich von dem Pad-Abschnitt 136 in der Longitudinalrichtung X und steht gegenüber dem Verkapselungsharz 180 nach außen vor. Der Anschlussabschnitt 137 beinhaltet eine obere Fläche 137a, eine untere Fläche 137b, eine Seitenfläche 137c und eine Endfläche 137d. Die obere Fläche 137a und die untere Fläche 137b weisen in der Dickenrichtung Z voneinander weg. Die Seitenfläche 137c ist in der Lateralrichtung Y orientiert. Die Endfläche 137d ist in der Longitudinalrichtung X orientiert. Die Endfläche 137d ist eine Fläche, die an einem distalen Ende des Anschlussabschnittes 137 angeordnet ist, der gegenüber dem Verkapselungsharz 180 nach außen vorsteht. Die dritte plattierte Schicht 135 bedeckt die obere Fläche 137a, die untere Fläche 137b und die Seitenfläche 137c des Anschlussabschnitts 137. Demzufolge entsprechen die Flächen der dritten plattierten Schicht 135, die den Anschlussabschnitt 137 bedeckt, den Flächen des Steuer-Terminals 132 und des Koppel-Abschnitts 133.
In der vorliegenden Ausführungsform ist die Endfläche 137d, d.h. jene Fläche, die an dem distalen Ende des Anschlussabschnitts 137 angeordnet ist, nicht von der dritten plattierten Schicht 135 bedeckt. Demzufolge ist die Endfläche 137d des Anschlussabschnitts 137 gegenüber der dritten plattierten Schicht 135 freigelegt. Mit anderen Worten ist das dritte Basismaterial 134 an der distalen Endfläche des Steuer-Terminals 132 gegenüber der dritten plattierten Schicht 135 freigelegt.
Das dritte Basismaterial 134 ist aus Cu gebildet. Das dritte Basismaterial 134 ist beispielsweise aus einem Metallblech bzw. einer Metalllage gebildet, das durch Walzen gebildet ist, und zwar auf die gleiche Art und Weise wie das erste Basismaterial 201. Das dritte Basismaterial 134 beinhaltet den Anschlussabschnitt 137 und den Pad-Abschnitt 136, die durch Pressen des Metallblechs gebildet sind. Die dritte plattierte Schicht 135 ist aus Ni gebildet. Die dritte plattierte Schicht 135 ist eine plattierte Schicht mit rauer Oberfläche, die eine rauere Oberfläche hat als das dritte Basismaterial 134, und zwar auf die gleiche Art und Weise wie die zweite plattierte Schicht 125. Die dritte plattierte Schicht 135, bei der es sich um eine plattierte Schicht mit rauer Oberfläche handelt, kann beispielsweise erhalten werden, indem an dem dritten Basismaterial 134 des Steuer-Anschlusses 130 ein elektrolytischer Plattierungsprozess durchgeführt wird.
In der vorliegenden Ausführungsform ist die erste plattierte Schicht 202 des Substrats 110 auf die gleiche Art und Weise wie die zweite plattierte Schicht 125 und die dritte plattierte Schicht 135 eine plattierte Schicht mit einer rauen Oberfläche, die eine rauere Oberfläche hat als das erste Basismaterial 201 des Substrats 110. Das Substrat 110, der Ansteuer-Anschluss 120 und der Steuer-Anschluss 130 können aus einem Anschlussrahmen („lead frame“) gebildet sein. Der Anschlussrahmen, der das Substrat 110, den Ansteuer-Anschluss 120 und den Steuer-Anschluss 130 beinhaltet, kann durch Stanzen eines Metallblechs erhalten werden. Die erste, die zweite und die dritte plattierte Schicht 202, 125 und 135, bei denen es sich um plattierte Schichten mit rauer Oberfläche handelt, sind an dem Anschlussrahmen gebildet, indem beispielsweise ein elektrolytischer Plattierungsprozess durchgeführt wird.
Nach dem Montieren des Halbleiterelements 140, dem Anschließen des Anschlussdrahts 150 und des Steuer-Drahts 160 und nach dem Bilden des Verkapselungsharzes 180 wird der Anschlussrahmen an vorbestimmte Positionen geschnitten bzw. getrennt und in das Halbleiterbauteil 101 fragmentiert. Wenn der Anschlussrahmen getrennt wird, werden das zweite Basismaterial 124 und das dritte Basismaterial 134 an der Endfläche 137 des Ansteuer-Anschlusses 120 bzw. an der Endfläche 137d des Steuer-Anschlusses 130 freigelegt. Ferner, wie es in 12 gezeigt ist, wird das erste Basismaterial 201 auf die gleiche Art und Weise wie der Ansteuer-Anschluss 120 und der Steuer-Anschluss 130 an einer getrennten bzw. geschnittenen Position freigelegt, und zwar beispielsweise gegenüber jener Fläche des Vorsprungs 113 des Substrats 110, die in der Longitudinalrichtung X orientiert ist. Wie es in den 9 bis 11, 12 und 13 gezeigt ist, beinhalten der Ansteuer-Anschluss 120 und der Steuer-Anschluss 130 ferner Vorsprünge 120T bzw. Vorsprünge 130T, und zwar an entsprechenden Seitenflächen. Die Vorsprünge 120T und 130T sind Reste von Koppelelementen (Verbindungsstegen, („tie bars“)), die das zweite Basismaterial 124 des Ansteuer-Anschlusses 120 und das dritte Basismaterial 134 des Steuer-Anschlusses mit einem Rahmenmaterial des Anschlussrahmens koppeln, und zwar für den Fall, dass die Koppelelemente getrennt bzw. abgeschnitten sind. Das zweite Basismaterial 124 und das dritte Basismaterial 134 sind jeweils an den Vorsprüngen 120T und 130T freigelegt.
Wie es in den 12 und 13 gezeigt ist, ist das Halbleiterelement 140 auf der Hauptfläche 112a des Innenkörpers 112 mittels eines Lötmittels SD montiert. Wie es in 10 gezeigt ist, ist das Halbleiterelement 140 bei der vorliegenden Ausführungsform an dem zentralen Teil des Innenkörpers 112 angeordnet. Das Halbleiterelement 140 und das Ansteuer-Pad 121 sind bei einer Betrachtung in der Longitudinalrichtung X bei unterschiedlichen Positionen angeordnet. Ferner sind das Halbleiterelement 140 und das Steuer-Pad 131 bei einer Betrachtung in der Longitudinalrichtung X bei unterschiedlichen Positionen angeordnet.
Das Halbleiterelement 140 ist ein Siliziumkarbid-(SiC)-Chip. In der vorliegenden Ausführungsform verwendet das Halbleiterelement 140 einen Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor (SiCMOSFET). Das Halbleiterelement 140 (SiCMOSFET) ist ein Element, das ein Hochgeschwindigkeitsschalten ermöglicht. Die Schaltfrequenz beträgt beispielsweise ein kHz oder größer und einige hundert kHz oder kleiner.
Das Halbleiterelement 140 hat die Form einer Platte. Genauer gesagt ist das Halbleiterelement 140 in einer Draufsicht beispielsweise quadratisch. Wie es in den 10 und 12 gezeigt ist, weist das Halbleiterelement 140 die Hauptfläche 140a, eine Rückfläche 140b und Seitenflächen 140c bis 140f auf. Die Hauptfläche 140a und die Rückfläche 140b weisen in der Dickenrichtung Z voneinander weg. Die Hauptfläche 140a weist hin zu der Verkapselungsharz-Vorderfläche 186. Das heißt, die Hauptfläche 140a ist in der gleichen Richtung orientiert wie die Hauptfläche 110a des Substrats 110. Die Rückfläche 140b weist hin zu der Verkapselungsharz-Rückfläche 185. Die Rückfläche 140b liegt der Hauptfläche 112a des Innenkörpers 112 gegenüber. Die Seitenfläche 140c weist hin zu der ersten Verkapselungsharz-Seitenfläche 183, die Seitenfläche 140d weist hin zu der zweiten Verkapselungsharz-Seitenfläche 182, die Seitenfläche 140e weist hin zu der dritten Verkapselungsharz-Seitenfläche 183, und die Seitenfläche 140f weist hin zu der vierten Verkapselungsharz-Seitenfläche 184.
Eine Hauptflächen-Ansteuerelektrode 141 und eine Steuerelektrode 143 sind auf der Hauptfläche 140a gebildet. Die Hauptflächen-Ansteuerelektrode 141 und die Steuer-elektrode 143 bilden jeweils eine Hauptflächenelektrode in der Hauptfläche 140a des Halbleiterelements 140. Eine Rückflächen-Ansteuerelektrode (Rückflächenelektrode) 142 ist auf der Rückfläche 140b gebildet (siehe 12 bis 14). Bei der vorliegenden Ausführungsform bildet die Hauptflächen-Ansteuerelektrode 141 eine Source-Elektrode, und die Rückflächen-Ansteuerelektrode 142 bildet eine Drain-Elektrode. Die Steuer-Elektrode 143 bildet eine Gate-Elektrode. Die Rückflächen-Ansteuerelektrode 142 ist elektrisch mit dem Innenkörper 112 mittels des Lötmittels SD verbunden. Das Lötmittel SD ist beispielsweise ein Blei-Lötmittel.
Das Halbleiterelement 140 beinhaltet einen Passivierungsfilm, der auf der Hauptfläche 140a gebildet ist. Der Passivierungsfilm beinhaltet Öffnungen, die die Elektrode auf der Seite der Hauptfläche 140a des Halbleiterelements 140 freilegt, und zwar als Hauptflächen-Ansteuerelektrode 141 und die Steuer-Elektrode 143.
Wie es in den 9 und 10 gezeigt ist, beinhaltet das Halbleiterbauteil 101 einen einzelnen Ansteuer-Draht 150 und einen einzelnen Steuer-Draht 160.
In der vorliegenden Ausführungsform sind der Ansteuer-Draht 150 und der Steuer-Draht 160 aus dem gleichen Metall gebildet. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind der Ansteuer-Draht 150 und der Steuer-Draht 160 aus Aluminium (Al) gebildet. Dass etwas aus Al gebildet ist, bedeutet, dass es aus Al oder aus einer Legierung gebildet ist, die Al enthält.
Der zentrale Teil des Ansteuer-Drahts 150 hat in einer Richtung senkrecht zu der Longitudinalrichtung des Ansteuer-Drahts 150 einen kreisförmigen Querschnitt. Der zentrale Teil des Steuer-Drahts 160 hat in einer Richtung senkrecht zu der Longitudinalrichtung des Steuer-Drahts 160 einen kreisförmigen Querschnitt. Der Durchmesser des Ansteuer-Drahts 150 ist größer als jener des Steuer-Drahts 160. Mit anderen Worten ist der Ansteuer-Draht 150 ein Aluminiumdraht mit großem Durchmesser. Der Durchmesser des Ansteuer-Drahts 150 beträgt beispielsweise 1200 µm oder größer und 1600 µm oder kleiner. Der Durchmesser des Steuer-Drahts 160 beträgt beispielsweise 140 µm oder größer und 100 µm oder kleiner.
Der Ansteuer-Draht 150 beinhaltet ein erstes Ende 151 und ein zweites Ende 152. Das erste Ende 151 ist an die Hauptflächen-Ansteuerelektrode 141 des Halbleiterelements 140 gebondet. Das zweite Ende 152 ist an die zweite plattierte Schicht 125 gebondet, die die obere Fläche 121a des Ansteuer-Pads 121 bildet. Der Ansteuer-Draht 150 ist beispielsweise durch Ultraschall-Bonden an die Hauptflächen-Ansteuerelektrode 141 und das Ansteuer-Pad 121 gebondet.
Wie es in den 9 und 10 gezeigt ist, beinhaltet der Steuer-Draht 160 ein erstes Ende 161 und ein zweites Ende 162. Das erste Ende 161 ist an die Steuer-Elektrode 143 des Halbleiterelements 140 gebondet. Das zweite Ende 162 ist an die dritte plattierte Schicht 135 gebondet, die die obere Fläche 131a des Steuer-Pads 131 bildet. Der Steuer-Draht 160 ist beispielsweise durch Ultraschall-Bonden an die Steuer-Elektrode 143 und das Steuer-Pad 131 gebondet.
Betrieb
Der Betrieb bzw. die Betriebsweise der vorliegenden Ausführungsform wird nunmehr beschrieben.
Das Halbleiterbauteil 101 der vorliegenden Ausführungsform beinhaltet das Substrat 110, das Ansteuer-Pad 121 und das Steuer-Pad 131. Das Ansteuer-Pad 121 und das Steuer-Pad 131 sind in der Longitudinalrichtung X benachbart zu dem Substrat 110 angeordnet. Das Halbleiterelement 140 ist auf der Hauptfläche 110a des Substrats 110 montiert. Das erste Ende 151 des Ansteuer-Drahts 150, der aus Al gebildet ist, ist an die Hauptflächen-Ansteuerelektrode 141 des Halbleiterelements 140 gebondet, und das zweite Ende 152 des Ansteuer-Drahts 150 ist an das Ansteuer-Pad 121 gebondet. Das erste Ende 161 des Steuer-Drahts 160, der aus Al gebildet ist, ist an die Steuer-Elektrode 143 des Halbleiterelements 140 gebondet, und das zweite Ende 162 des Steuer-Drahts 160 ist an das Steuer-Pad 131 gebondet. Das Ansteuer-Pad 121 beinhaltet das zweite Basismaterial 124, das aus Cu gebildet ist, und die zweite plattierte Schicht 125, die aus Ni gebildet ist. Die zweite plattierte Schicht 125 bedeckt die Flächen des zweiten Basismaterials 124. Das Steuer-Pad 131 beinhaltet das dritte Basismaterial 134, das aus Cu gebildet ist, und die dritte plattierte Schicht 135, die aus Ni gebildet ist. Die dritte plattierte Schicht 135 bedeckt die Flächen des zweiten Basismaterials 124. Die zweite plattierte Schicht 125 ist eine plattierte Schicht mit rauer Oberfläche, die eine rauere Oberfläche hat als das zweite Basismaterial 124. Die dritte plattierte Schicht 135 ist eine plattierte Schicht mit rauer Oberfläche, die eine rauere Oberfläche hat als das dritte Basismaterial 134. Das Verkapselungsharz 180 verkapselt das Halbleiterelement 140, das Ansteuer-Pad 121, das Steuer-Pad 131, den Ansteuer-Draht 150 und den Steuer-Draht 160.
Die zweite plattierte Schicht 125, die aus Ni gebildet ist, hemmt eine Trennung des Ansteuer-Drahts 150 von dem Ansteuer-Pad 121. Wenn das Ansteuer-Pad 121 nur aus Cu gebildet ist, um ein Beispiel zu nennen, kann das Wachstum einer Zwischenmetall-Zusammensetzung bzw. -Verbindung („intermetallic compound“) durch die Wärme unterstützt werden bzw. vorangetrieben werden, und zwar erzeugt zwischen dem Ansteuer-Draht 150, der aus Al gebildet ist, und dem Ansteuer-Pad 121. Dies kann den Ansteuer-Draht 150 von dem Ansteuer-Pad 121 trennen. In dieser Hinsicht verhindert die zweite plattierte Schicht 125, die aus Ni gebildet ist, die Bildung einer Zwischenmetall-Zusammensetzung und hemmt eine Trennung des Ansteuer-Drahts 150 von dem Ansteuer-Pad 121.
Die zweite plattierte Schicht 125 des Ansteuer-Pads 121 ist eine plattierte Schicht mit rauer Oberfläche, die eine rauere Oberfläche hat als das zweite Basismaterial 124 des Ansteuer-Pads 121. Demgemäß können die Flächen der zweiten plattierten Schicht 125 leicht an dem Verkapselungsharz 180 anhaften, das das Ansteuer-Pad 121 verkapselt. Demzufolge verhindert bzw. hemmt die zweite plattierte Schicht 125 eine Delaminierung des Verkapselungsharzes 180 von dem Ansteuer-Pad 121. Eine Delaminierung des Verkapselungsharzes 180 von dem Ansteuer-Pad 121 kann zu einem Bruch des Ansteuer-Drahts 150 führen, der an das Ansteuer-Pad 121 gebondet ist. In dieser Hinsicht hemmt die zweite plattierte Schicht 125 eine Delaminierung des Verkapselungsharzes 180 von dem Ansteuer-Pad 121 und vermeidet einen Bruch des Ansteuer-Drahts 150.
Die dritte plattierte Schicht 135, die aus Ni gebildet ist, hemmt eine Trennung des Steuer-Drahts 160 von dem Steuer-Pad 131. Wenn das Steuer-Pad 131 nur aus Kupfer gebildet ist, um ein Beispiel zu nennen, kann das Wachstum einer Zwischenmetall-Zusammensetzung durch die Wärme vorangetrieben werden, und zwar erzeugt zwischen dem Steuer-Draht 160, der aus Al gebildet ist, und dem Steuer-Pad 131. Dies kann den Steuer-Draht 160 von dem Steuer-Pad 131 trennen. In dieser Hinsicht verhindert die dritte plattierte Schicht 135, die aus Ni gebildet ist, die Bildung einer Zwischenmetall-Zusammensetzung und hemmt eine Trennung des Steuer-Drahts 160 von dem Steuer-Pad 131.
Die dritte plattierte Schicht 135 des Steuer-Pads 131 ist eine plattierte Schicht mit rauer Oberfläche, die eine rauere Oberfläche hat als das dritte Basismaterial 134 des Steuer-Pads 131. Demgemäß haften die Flächen der dritten plattierten Schicht 135 leicht an dem Verkapselungsharz 180, das das Steuer-Pad 131 verkapselt. Demzufolge hemmt die dritte plattierte Schicht 135 eine Delaminierung des Verkapselungsharzes 180 von dem Steuer-Pad 131. Eine Delaminierung des Verkapselungsharzes 180 von dem Steuer-Pad 131 kann zu einem Bruch des Steuer-Drahts 160 führen, der an das Steuer-Pad 131 gebondet ist. In dieser Hinsicht hemmt die dritte plattierte Schicht 135 eine Delaminierung des Verkapselungsharzes 180 von dem Steuer-Pad 131 und vermeidet einen Bruch des Steuer-Drahts 160.
Zu dem Halbleiterbauteil 101, das das Halbleiterelement 140 beinhaltet, das aus SiC gebildet ist, fließen große Ströme. Demzufolge wird der Ansteuer-Draht 150 mit großem Durchmesser, der aus Al gebildet ist, zwischen der Hauptflächen-Ansteuerelektrode 141 und des Halbleiterelements 140 und dem Ansteuer-Pad 121 verwendet. Wenn ein Gold-(Au)- oder ein Cu-Draht verwendet würde, müssten gemäß dem Strom mehrfache Drähte verbunden werden. Dies würde die Anzahl der Prozesse erhöhen, die zur Verbindung erforderlich sind, und den Pad-Flächeninhalt vergrößern, wodurch die Größe des Halbleiterbauteils erhöht würde. Bei dem Halbleiterbauteil 101 der vorliegenden Ausführungsform ermöglicht der einzelne Ansteuer-Draht 150 den Fluss des notwendigen Stromes, one die Anzahl der Herstellungsprozesse zu erhöhen oder die Größe des Halbleiterbauteils zu vergrößern bzw. zu steigern.
Das Halbleiterbauteil 101 in der vorliegenden Ausführungsform hat die folgenden Vorteile.

(2-1) Die zweite plattierte Schicht 125, die aus Ni gebildet ist, hemmt eine Trennung des Ansteuer-Drahts 150 von dem Ansteuer-Pad 121. Wenn das Ansteuer-Pad 121 nur aus Cu gebildet ist, um ein Beispiel zu nennen, kann das Wachstum einer Zwischenmetall-Zusammensetzung durch die Wärme vorangetrieben werden, die zwischen dem aus Al gebildeten Ansteuer-Draht 150 und dem Ansteuer-Pad 121 erzeugt wird. Dies kann den Ansteuer-Draht 150 von dem Ansteuer-Pad 121 trennen. In dieser Hinsicht verhindert die zweite plattierte Schicht 125, die aus Ni gebildet ist, die Bildung einer Zwischenmetall-Zusammensetzung und hemmt eine Trennung des Ansteuer-Drahts 150 von dem Ansteuer-Pad 121.
(2-2) Die zweite plattierte Schicht 125 des Ansteuer-Pads 121 ist eine plattierte Schicht mit rauer Oberfläche, die eine rauere Oberfläche hat als das zweite Basismaterial 124 des Ansteuer-Pads 121. Demgemäß haften die Flächen der zweiten plattierten Schicht 125 leicht an dem Verkapselungsharz 180 an, das das Ansteuer-Pad 121 verkapselt. Demzufolge hemmt die zweite plattierte Schicht 125 eine Delaminierung des Verkapselungsharzes 180 von dem Ansteuer-Pad 121. Eine Delaminierung des Verkapselungsharzes 180 von dem Ansteuer-Pad 121 kann zu einem Bruch des Ansteuer-Drahts 150 führen, der an das Ansteuer-Pad 121 gebondet ist. In dieser Hinsicht hemmt die zweite plattierte Schicht 125 eine Delaminierung des Verkapselungsharzes 180 von dem Ansteuer-Pad 121 und vermeidet einen Bruch des Ansteuer-Drahts 150.
(2-3) Die dritte plattierte Schicht 135, die aus Ni gebildet ist, hemmt eine Trennung des Steuer-Drahts 160 von dem Steuer-Pad 131. Wenn das Steuer-Pad 131 nur aus Cu gebildet ist, um ein Beispiel zu nennen, kann ein Wachstum einer Zwischenmetall-Zusammensetzung durch die Wärme vorangetrieben werden, die zwischen dem Steuer-Draht 160, der aus Al gebildet ist, und dem Steuer-Pad 131 erzeugt wird. Dies kann den Steuer-Draht 160 von dem Steuer-Pad 131 trennen. In dieser Hinsicht verhindert die dritte plattierte Schicht 135, die aus Al gebildet ist, die Bildung einer Zwischenmetall-Zusammensetzung und hemmt eine Trennung des Steuer-Drahts 160 von dem Steuer-Pad 131.
(2-4) Die dritte plattierte Schicht 135 des Steuer-Pads 131 ist eine plattierte Schicht mit rauer Oberfläche, die eine rauere Oberfläche hat als das dritte Basismaterial 134 des Steuer-Pads 131. Demgemäß haften die Flächen der dritten plattierten Schicht 135 leicht an dem Verkapselungsharz 180, das das Steuer-Pad 131 verkapselt. Demzufolge hemmt die dritte plattierte Schicht 135 eine Delaminierung des Verkapselungsharzes 180 von dem Steuer-Pad 131. Eine Delaminierung des Verkapselungsharzes 180 von dem Steuer-Pad 131 kann zu einem Bruch des Steuer-Drahts 160 führen, der an das Steuer-Pad 131 gebondet ist. In dieser Hinsicht hemmt die dritte plattierte Schicht 135 eine Delaminierung des Verkapselungsharzes 180 von dem Steuer-Pad 131 und vermeidet einen Bruch des Steuer-Drahts 160.
(2-5) Zu dem Halbleiterbauteil 101, das das Halbleiterelement 140 beinhaltet, das aus SiC gebildet ist, fließen große Ströme. Demzufolge wird der Ansteuer-Draht 150 mit großem Durchmesser, der aus Al gebildet ist, zwischen der Hauptflächen-Ansteuerelektrode 141 des Halbleiterelements 140 und dem Ansteuer-Pad 121 verwendet. Wenn ein Gold-(Au)- oder ein Cu-Draht verwendet würde, müssten gemäß dem Strom mehrfache Drähte verbunden werden. Dies würde die Anzahl von Prozessen, die zur Verbindung erforderlich sind, und den Pad-Flächeninhalt vergrößert, wodurch die Größe des Halbleiterbauteils zunehmen würde. Bei dem Halbleiterbauteil 101 der vorliegenden Ausführungsform ermöglicht der einzelne Ansteuer-Draht 150 den Fluss des notwendigen Stroms, ohne die Anzahl der Herstellungsprozesse zu erhöhen oder die Größe des Halbleiterbauteils zu erhöhen.

Modifizierte Beispiele
Das Halbleiterbauteil der obigen Ausführungsformen kann wie folgt modifiziert werden. Die obigen Ausführungsformen und die nachstehenden Modifikationen können miteinander kombiniert werden, solange die kombinierten Modifikationen technisch untereinander konsistent bleiben. Bei den nachstehend beschriebenen modifizierten Beispielen sind jene Komponenten, bei denen es sich um die gleichen handelt wie die entsprechenden Komponenten der obigen Ausführungsformen, mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Derartige Komponenten werden nicht im Detail beschrieben.
Bei dem Halbleiterbauteil 1 der ersten Ausführungsform können die plattierten Schichten 71 bis 73 plattierte Schichten mit rauer Oberfläche sein, die Oberflächen haben, die rauer sind als die Oberflächen des Ansteuer-Pads 21, 31, das aus dem Basismaterial gebildet ist, wie die Verbindungsflächen 24 und 34. Die Flächen derartiger plattierter Schichten 71 bis 73 haften leicht an dem Verkapselungsharz 80, das das Ansteuer-Pad 21, 31 und die Koppel-Sektion 18 verkapselt. Demzufolge hemmen die plattierten Schichten 71 bis 73 eine Delaminierung des Verkapselungsharzes 80 von dem Ansteuer-Pad 21, 31 und der Koppel-Sektion 18. Eine Delaminierung des Verkapselungsharzes 80 von dem Ansteuer-Pad 21, 31 kann zu einem Bruch der Drähte 50 und 60 führen, die an das Ansteuer-Pad 21, 31 gebondet sind. Auf diese Art und Weise hemmen die plattierten Schichten 71 bis 72 eine Delaminierung des Verkapselungsharzes 80 von dem Ansteuer-Pad 21, 31 und vermeiden einen Bruch der Drähte 50 und 60.
Die Anzahl der Ansteuer-Drähte 50 kann gemäß dem an das Halbleiterbauteil 1 angelegten Strombetrag bzw. der angelegten Strommenge zwei oder mehr betragen. Selbst in diesem Fall ist die Anzahl von Ansteuer-Drähten 50 deutlich kleiner, und zwar verglichen mit dem Fall, wenn Drähte aus Cu verwendet werden. Demzufolge kann die Anzahl von Herstellungsschritten gering gehalten werden, und eine Vergrößerung des Bauteils kann vermieden werden. In diesem Fall kann, wie es in 8 gezeigt ist, der Bond-Abschnitt 53, der an dem zweiten Ende 52 von jedem Ansteuer-Draht 50 angeordnet ist, die Region 53a beinhalten, die an die obere Fläche der plattierten Schicht 71 gebondet ist, und die Region 53b beinhalten, die an die Region 24b gebondet ist, die gegenüber der plattierten Schicht 71 an der Verbindungsfläche 24 des Ansteuer-Pads 21 freiliegt. Ferner kann die Breite W71 der plattierten Schicht 71 so eingestellt werden, dass der Bond-Abschnitt 53 von jedem Ansteuer-Draht 50 vollständig an die plattierte Schicht 71 gebondet ist.
Wie es in 7 gezeigt ist, kann die plattierte Schicht 71 den zentralen Teil des Ansteuer-Pads 21 bedecken. Auf die gleiche Weise kann die plattierte Schicht 72 den zentralen Teil des Steuer-Pads 31 bedecken.
Die plattierte Schicht 73 kann von dem Anschlussabschnitt 16 weggelassen werden.
Die Breite W71 der plattierten Schicht 71 des Ansteuer-Pads 21 kann sich von der Breite W72 der plattierten Schicht 72 des Steuer-Pads 31 unterscheiden. Beispielsweise muss der Bond-Abschnitt 53 an dem zweiten Ende 52 des Ansteuer-Drahts 50 sich nicht über die plattierte Schicht 71 hinaus erstrecken. Alternativ hierzu kann die plattierte Schicht 71 die Verbindungsfläche 24 bedecken und sich hin zu den Enden des Ansteuer-Pads 21 in der Longitudinalrichtung X erstrecken.
Die Anzahl der Ansteuer-Drähte 150 kann gemäß dem an das Halbleiterbauteil 101 angelegten Strombetrag zwei oder mehr betragen. Selbst in diesem Fall ist die Anzahl der Ansteuer-Drähte 150 deutlich kleiner, und zwar verglichen mit dem Fall, wenn Drähte aus Au oder Cu verwendet werden. Demzufolge kann die Anzahl der Herstellungsschritte gering gehalten werden, und eine Vergrößerung des Bauteils kann vermieden werden.
Die zweite plattierte Schicht 125 kann die obere Fläche 126a auf dem Pad-Abschnitt 126 des zweiten Basismaterials 124 teilweise oder vollständig bedecken. Auf die gleiche Art und Weise kann die dritte plattierte Schicht 135 die obere Fläche 136a auf dem Pad-Abschnitt 136 des dritten Basismaterials 134 teilweise oder vollständig bedecken.
Die erste plattierte Schicht 202 des Substrats 110 kann weggelassen werden.
Das Halbleiterelement 40, 140 kann eine Diode oder ein Chip mit großer Integration („large scale integration“, LSI) sein.
Ausführungsformen
Technische Konzepte, die sich aus den obigen Ausführungsformen verstehen lassen und die modifizierten Beispiele werden näher beschrieben.
Ausführungsform 1
Halbleiterbauteil, mit:

einem Substrat, das eine Hauptfläche aufweist;
einem Halbleiterelement, das auf der Hauptfläche montiert ist und das eine Hauptflächenelektrode beinhaltet, die in der gleichen bzw. in die gleiche Richtung orientiert ist wie die Hauptfläche;
einem Verbindungs-Pad, das aus Cu gebildet ist, das in einer ersten Richtung, die parallel ist zu der Hauptfläche, von dem Substrat getrennt ist, und das eine Verbindungsfläche beinhaltet, die in der gleichen Richtung orientiert ist wie die Hauptfläche;
einer plattierten Schicht, die aus Ni gebildet ist und die die Verbindungsfläche teilweise bedeckt;
einem Draht, der aus Al gebildet ist und der ein erstes Ende, das an die Hauptflächenelektrode gebondet ist, und ein zweites Ende aufweist, das an die plattierte Schicht gebondet ist; und
einem Verkapselungsharz, das das Halbleiterelement, das Verbindungs-Pad, die plattierte Schicht und den Draht verkapselt.

Ausführungsform 2
Halbleiterbauteil nach Ausführungsform 1, wobei
die Hauptflächenelektrode eine Steuerelektrode und eine Ansteuer-Elektrode aufweist,
das Verbindungs-Pad ein Steuer-Pad und ein Ansteuer-Pad aufweist, die in der ersten Richtung, die parallel ist zu der Hauptfläche, von dem Substrat getrennt sind, und die in einer zweiten Richtung voneinander getrennt sind, wobei die zweite Richtung parallel verläuft zu der Hauptfläche und orthogonal ausgerichtet ist zu der ersten Richtung, und
der Draht einen Steuerdraht, der die Steuerelektrode und das Steuer-Pad verbindet, und einen Ansteuer-Draht beinhaltet, der die Ansteuer-Elektrode und das Ansteuer-Pad verbindet.
Ausführungsform 3
Halbleiterbauteil nach Ausführungsform 2, wobei der Steuerdraht einen kleineren Durchmesser hat als der Ansteuer-Draht.
Ausführungsform 4
Halbleiterbauteil nach Ausführungsform 3, wobei
der Durchmesser des Steuerdrahts 40 µm oder größer und 100 µm oder kleiner ist, und
der Durchmesser des Ansteuer-Drahts 200 µm oder größer und 600 µm oder kleiner ist.
Ausführungsform 5
Halbleiterbauteil nach einer beliebigen der Ausführungsformen 2 bis 4, wobei
der Steuerdraht einen Bond-Abschnitt aufweist, der an das Steuer-Pad gebondet ist und der auf einer plattierten Schicht des Steuer-Pads gebildet ist, und
der Steuerdraht einen Bond-Abschnitt aufweist, der an das Ansteuer-Pad gebondet ist, der auf einer plattierten Schicht des Ansteuer-Pads gebildet ist und der sich zu der Verbindungsfläche des Ansteuer-Pads erstreckt.
Ausführungsform 6
Halbleiterbauteil nach Ausführungsform 5, wobei der Bond-Abschnitt des Ansteuer-Drahts bei einer Region, die an eine obere Fläche der plattierten Schicht gebondet ist, eine Fläche bzw. einen Flächeninhalt hat, die größer oder gleich einer Querschnittsfläche des Ansteuer-Drahts ist.
Ausführungsform 7
Halbleiterbauteil nach einer beliebigen der Ausführungsformen 2 bis 6, wobei die Verbindungsfläche des Steuer-Pads eine Region beinhaltet, die von der plattierten Schicht bedeckt ist, und eine Region beinhaltet, die gegenüber der plattierten Schicht freiliegt.
Ausführungsform 8
Halbleiterbauteil nach einer beliebigen der Ausführungsformen 2 bis 7, wobei die Verbindungsfläche des Ansteuer-Pads vollständig von der plattierten Schicht bedeckt ist.
Ausführungsform 9
Halbleiterbauteil nach einer beliebigen der Ausführungsformen 1 bis 8, wobei der Draht durch Ultraschall-Bonden an das Verbindungs-Pad gebondet ist.
Ausführungsform 10
Halbleiterbauteil nach einer beliebigen der Ausführungsformen 1 bis 9, wobei
das Halbleiterelement eine Rückflächenelektrode aufweist, die von der Hauptflächenelektrode weg weist,
das Substrat aus Cu gebildet ist, und
die Rückflächenelektrode durch ein Lötmittel mit dem Substrat verbunden ist.
Ausführungsform 11
Halbleiterbauteil nach einer beliebigen der Ausführungsformen 1 bis 10, wobei die plattierte Schicht eine plattierte Schicht mit rauer Oberfläche ist, die eine rauere Oberfläche hat als die Verbindungsfläche des Verbindungs-Pads.
Ausführungsform 12
Halbleiterbauteil, mit:

einem Substrat, das eine Hauptfläche; aufweist;
einem Halbleiterelement, das auf der Hauptfläche montiert ist und das eine Hauptflächenelektrode aufweist, die in der gleichen Richtung orientiert ist wie Hauptfläche;
einem Verbindungs-Pad, das in einer ersten Richtung von dem Substrat getrennt ist, die parallel ist zu der ersten Hauptfläche;
einem Draht, der ein erstes Ende, das an die Hauptflächenelektrode gebondet ist, und ein zweites Ende aufweist, das an das Verbindungs-Pad gebondet ist; und
einem Verkapselungsharz, das das Halbleiterelement, das Verbindungs-Pad und den Draht verkapselt, wobei
- - der Draht aus Al gebildet ist,
- - das Verbindungs-Pad Folgendes aufweist:
  - -- ein Basismaterial, das aus Cu gebildet ist und eine obere Fläche aufweist, die in der gleichen Richtung orientiert ist wie Hauptfläche, und
  - -- eine plattierte Schicht, die aus Ni gebildet ist und die die obere Fläche des Basismaterials bedeckt, und
- - die plattierte Schicht eine plattierte Schicht mit rauer Oberfläche ist, die eine rauere Oberfläche hat als die obere Fläche des Basismaterials.

Ausführungsform 13
Halbleiterbauteil nach Ausführungsform 12, wobei
das Basismaterial eine Rückfläche, die von der Hauptfläche weg weist, und eine Seitenfläche zwischen der Hauptfläche und der Rückfläche aufweist, und
die plattierte Schicht die Hauptfläche, die Rückfläche und die Seitenfläche des Basismaterials bedeckt.
Ausführungsform 14
Halbleiterbauteil nach Ausführungsform 12 oder 13, ferner mit:

einem Terminal, das sich in der ersten Richtung von dem Verbindungs-Pad erstreckt und aus einer ersten Seitenfläche des Verkapselungsharzes vorsteht, wobei
das Basismaterial einen Pad-Abschnitt, der das Verbindungs-Pad bildet, und einen Anschlussabschnitt aufweist, der das Terminal bildet, und
die plattierte Schicht eine Fläche des Pad-Abschnitts und den Anschlussabschnitt bedeckt.

Ausführungsform 15
Halbleiterbauteil nach Ausführungsform 14, wobei das Terminal eine Endfläche aufweist, wo das Basismaterial freiliegt.
Ausführungsform 16
Halbleiterbauteil nach einer beliebigen der Ausführungsformen 12 bis 15, wobei
das Substrat ein Substrat-Basismaterial, das aus Cu gebildet ist, und eine plattierte Substratschicht aufweist, die eine Fläche des Substrat-Basismaterials bedeckt, und
die plattierte Substratschicht eine plattierte Schicht mit rauer Oberfläche ist, die eine rauere Oberfläche hat als das Substrat-Basismaterial.
Ausführungsform 17
Halbleiterbauteil nach einer beliebigen der Ausführungsformen 12 bis 16, wobei der Draht durch Ultraschall-Bonden an das Verbindungs-Pad gebondet ist.
Ausführungsform 18
Halbleiterbauteil nach einer beliebigen der Ausführungsformen 12 bis 17, wobei das Halbleiterelement ein Transistor ist,
die Hauptflächenelektrode eine Steuerelektrode und eine Ansteuer-Elektrode aufweist,
das Verbindungs-Pad ein Steuer-Pad und ein Ansteuer-Pad aufweist, die in der ersten Richtung von dem Substrat getrennt sind, die parallel ist zu der Hauptfläche, und die in einer zweiten Richtung voneinander getrennt sind, wobei die zweite Richtung parallel ist zu der Hauptfläche und orthogonal zu der ersten Richtung, und
der Draht einen Steuerdraht, der die Steuerelektrode und das Steuer-Pad verbindet, und einen Ansteuer-Draht beinhaltet, der die Ansteuer-Elektrode und das Ansteuer-Pad verbindet.
Ausführungsform 19
Halbleiterbauteil nach Ausführungsform 18, wobei der Steuerdraht einen kleineren Durchmesser hat als der Ansteuer-Draht.
Ausführungsform 20
Halbleiterbauteil nach Ausführungsform 18 oder 19, wobei
der Durchmesser des Steuerdrahts 40 µm oder größer und 100 µm oder kleiner ist, und
der Durchmesser des Ansteuer-Drahts 200 µm oder größer und 600 µm oder kleiner ist.
Ausführungsform 21
Halbleiterbauteil nach einer beliebigen der Ausführungsformen 12 bis 20, wobei das Substrat einen Rahmen aufweist, der aus Cu gebildet ist, und eine plattierte Schicht mit rauer Oberfläche aufweist, die eine Oberfläche des Rahmens bedeckt..
Ausführungsform 22
Halbleiterbauteil nach einer beliebigen der Ausführungsformen 12 bis 21, wobei das Substrat eine Rückfläche aufweist, die von der Hauptfläche weg weist, und die Rückfläche gegenüber dem Verkapselungsharz freiliegt..
Ausführungsform 23
Halbleiterbauteil nach einer beliebigen der Ausführungsformen 12 bis 22, wobei
das Halbleiterelement eine Rückflächenelektrode aufweist, die von der Hauptflächenelektrode weg weist,
die Rückflächenelektrode mit dem Substrat mittels eines Lötmittels verbunden ist.
Ausführungsform 24
Halbleiterbauteil nach einer beliebigen der Ausführungsformen 1 bis 23, wobei das Halbleiterelement ein Silicium-(Si)-Chip oder ein Siliciumcarbid-(SiC)-Chip ist..
Bezugszeichenliste

1: Halbleiterbauteil
10: Substrat
10a: Rückfläche
11: Substratkörper
12: Innenkörper
12a: Hauptfläche
12b: Rückfläche
12c: erste Seitenfläche
12d: zweite Seitenfläche
12e: dritte Seitenfläche
13: Vorsprung
14: schmaler Abschnitt
14a: Ausnehmung
14b: Ausnehmung
15: Durchgangsloch
16: Anschlussabschnitt
17: Terminal-Sektion
18: Koppel-Sektion
18a: geneigter Teil
18b: mittlerer Teil
18c: Biegung
19a: Flansch
19b: Flansch
20: Ansteuer-Anschluss
20A: äußerer Anschluss
20B: innerer Anschluss
21: Ansteuer-Pad
21a: erster Endabschnitt
21b: zweiter Endabschnitt
22: Ansteuer-Terminal
23: Koppelabschnitt
24: Verbindungsfläche
24a: Region
24b: Region
30: Steuer-Anschluss
30A: äußerer Anschluss
30B: innerer Anschluss
31: Steuer-Pad
31a: erster Endabschnitt
31b: zweiter Endabschnitt
32: Steuer-Terminal
33: Koppelabschnitt
34: Verbindungsfläche
34a: Region
34b: Region
40: Halbleiterelement
40a: Hauptfläche
40b: Rückfläche
40c: Seitenfläche
40d: Seitenfläche
40e: Seitenfläche
40f: Seitenfläche
41: Hauptflächen-Ansteuer-Elektrode (Hauptflächenelektrode)
42: Rückflächen-Ansteuer-Elektrode (Rückflächenelektrode)
43: Steuerelektrode (Hauptflächenelektrode)
50: Ansteuer-Draht
51: erstes Ende
52: zweites Ende
53: Bond-Abschnitt
53a: Region
53b: Region
60: Steuerdraht
61: erstes Ende
62: zweites Ende
71 bis 73: plattierte Schicht
80: Verkapselungsharz
81: erste Verkapselungsharz-Seitenfläche
82: zweite Verkapselungsharz-Seitenfläche
82a: erste geneigte Fläche
83: dritte Verkapselungsharz-Seitenfläche
84: vierte Verkapselungsharz-Seitenfläche
85: Verkapselungsharz-Rückfläche
86: Verkapselungsharz-Vorderfläche
101: Halbleiterbauteil
110: Substrat
110a: Hauptfläche
110b: Rückfläche
111: Substratkörper
112: Innenkörper
112a: Hauptfläche
112b: Rückfläche
112c: erste Seitenfläche
112d: zweite Seitenfläche
112e: dritte Seitenfläche
113: Vorsprung
114: schmaler Abschnitt
114a: Ausnehmung
114b: Ausnehmung
115: Durchgangsloch
116: Anschlussabschnitt
117: Terminal-Sektion
118: Koppel-Sektion
118a: geneigter Teil
118b: Mittelteil
118c: Biegung bzw. abgebogener Abschnitt
119b: Flansch
1119b: Flansch
120: Ansteuer-Anschluss
120A: äußerer Anschluss
120B: innerer Anschluss
120T: Vorsprung
121: Ansteuer-Pad
121a: obere Fläche
121b: untere Fläche
112c: Seitenfläche
122: Ansteuer-Terminal
123: Koppelabschnitt
124: zweites Basismaterial
125: zweite plattierte Schicht
126: Pad-Abschnitt
126a: obere Fläche
126b: untere Fläche
126c: Seitenfläche
127: Anschlussabschnitt
127a: obere Fläche
127b: untere Fläche
127c: Seitenfläche
127d: Endfläche
130: Steuer-Anschluss
130A: äußerer Anschluss
130B: innerer Anschluss
130T: Vorsprung
131: Steuer-Pad
131a: obere Fläche
131b: untere Fläche
131c: Seitenfläche
132: Steuer-Terminal
133: Koppelabschnitt
134: drittes Basismaterial
135: dritte plattierte Schicht
136: Pad-Abschnitt
136a: obere Fläche
136b: untere Fläche
136c: Seitenfläche
137: Anschlussabschnitt
137a: obere Fläche
137b: untere Fläche
137c: Seitenfläche
137d: Endfläche
140: Halbleiterelement
140a: Hauptfläche
140b: Rückfläche
140c: Seitenfläche
140d: Seitenfläche
140e: Seitenfläche
140f: Seitenfläche
141: Hauptflächen-Ansteuer-Elektrode
142: Rückflächen-Ansteuer-Elektrode
143: Steuerelektrode
150: Ansteuer-Draht
151: erstes Ende
152: zweites Ende
154: dritte Verkapselungsharz-Seitenfläche
160: Steuerdraht
161: erstes Ende
162: zweites Ende
180: Verkapselungsharz
181: erste Verkapselungsharz-Seitenfläche
182: zweite Verkapselungsharz-Seitenfläche
182a: erste geneigte Fläche
183: dritte Verkapselungsharz-Seitenfläche
184: vierte Verkapselungsharz-Seitenfläche
185: Verkapselungsharz-Rückfläche
186: Verkapselungsharz-Vorderfläche
201: erstes Basismaterial
202: erste plattierte Schicht
W71, W72: Breite
X: Longitudinalrichtung
Y: Lateralrichtung
Z: Dickenrichtung

Claims

Halbleiterbauteil, mit: einem Substrat, das eine Hauptfläche aufweist; einem Halbleiterelement, das auf der Hauptfläche montiert ist und das eine Hauptflächenelektrode beinhaltet, die in der gleichen bzw. in die gleiche Richtung orientiert ist wie die Hauptfläche; einem Verbindungs-Pad, das aus Cu gebildet ist, das in einer ersten Richtung, die parallel ist zu der Hauptfläche, von dem Substrat getrennt ist, und das eine Verbindungsfläche beinhaltet, die in der gleichen Richtung orientiert ist wie die Hauptfläche; einer plattierten Schicht, die aus Ni gebildet ist und die die Verbindungsfläche teilweise bedeckt; einem Draht, der aus Al gebildet ist und der ein erstes Ende, das an die Hauptflächenelektrode gebondet ist, und ein zweites Ende aufweist, das an die plattierte Schicht gebondet ist; und einem Verkapselungsharz, das das Halbleiterelement, das Verbindungs-Pad, die plattierte Schicht und den Draht verkapselt.
Halbleiterbauteil nach Anspruch 1, wobei die Hauptflächenelektrode eine Steuerelektrode und eine Ansteuer-Elektrode aufweist, das Verbindungs-Pad ein Steuer-Pad und ein Ansteuer-Pad aufweist, die in der ersten Richtung, die parallel ist zu der Hauptfläche, von dem Substrat getrennt sind, und die in einer zweiten Richtung voneinander getrennt sind, wobei die zweite Richtung parallel verläuft zu der Hauptfläche und orthogonal ausgerichtet ist zu der ersten Richtung, und der Draht einen Steuerdraht, der die Steuerelektrode und das Steuer-Pad verbindet, und einen Ansteuer-Draht beinhaltet, der die Ansteuer-Elektrode und das Ansteuer-Pad verbindet.
Halbleiterbauteil nach Anspruch 2, wobei der Steuerdraht einen kleineren Durchmesser hat als der Ansteuer-Draht.
Halbleiterbauteil nach Anspruch 3, wobei der Durchmesser des Steuerdrahts 40 µm oder größer und 100 µm oder kleiner ist, und der Durchmesser des Ansteuer-Drahts 200 µm oder größer und 600 µm oder kleiner ist.
Halbleiterbauteil nach einem beliebigen der Ansprüche 2 bis 4, wobei der Steuerdraht einen Bond-Abschnitt aufweist, der an das Steuer-Pad gebondet ist und der auf einer plattierten Schicht des Steuer-Pads gebildet ist, und der Steuerdraht einen Bond-Abschnitt aufweist, der an das Ansteuer-Pad gebondet ist, der auf einer plattierten Schicht des Ansteuer-Pads gebildet ist und der sich zu der Verbindungsfläche des Ansteuer-Pads erstreckt.
Halbleiterbauteil nach Anspruch 5, wobei der Bond-Abschnitt des Ansteuer-Drahts bei einer Region, die an eine obere Fläche der plattierten Schicht gebondet ist, eine Fläche bzw. einen Flächeninhalt hat, die größer oder gleich einer Querschnittsfläche des Ansteuer-Drahts ist.
Halbleiterbauteil nach einem beliebigen der Ansprüche 2 bis 6, wobei die Verbindungsfläche des Steuer-Pads eine Region beinhaltet, die von der plattierten Schicht bedeckt ist, und eine Region beinhaltet, die gegenüber der plattierten Schicht freiliegt.
Halbleiterbauteil nach einem beliebigen der Ansprüche 2 bis 7, wobei die Verbindungsfläche des Ansteuer-Pads vollständig von der plattierten Schicht bedeckt ist.
Halbleiterbauteil nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Draht durch Ultraschall-Bonden an das Verbindungs-Pad gebondet ist.
Halbleiterbauteil nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Halbleiterelement eine Rückflächenelektrode aufweist, die von der Hauptflächenelektrode weg weist, das Substrat aus Cu gebildet ist, und die Rückflächenelektrode durch ein Lötmittel mit dem Substrat verbunden ist.
Halbleiterbauteil nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 10, wobei die plattierte Schicht eine plattierte Schicht mit rauer Oberfläche ist, die eine rauere Oberfläche hat als die Verbindungsfläche des Verbindungs-Pads.
Halbleiterbauteil, mit: einem Substrat, das eine Hauptfläche; aufweist; einem Halbleiterelement, das auf der Hauptfläche montiert ist und das eine Hauptflächenelektrode aufweist, die in der gleichen Richtung orientiert ist wie Hauptfläche; einem Verbindungs-Pad, das in einer ersten Richtung von dem Substrat getrennt ist, die parallel ist zu der ersten Hauptfläche; einem Draht, der ein erstes Ende, das an die Hauptflächenelektrode gebondet ist, und ein zweites Ende aufweist, das an das Verbindungs-Pad gebondet ist; und einem Verkapselungsharz, das das Halbleiterelement, das Verbindungs-Pad und den Draht verkapselt, wobei - der Draht aus Al gebildet ist, - das Verbindungs-Pad Folgendes aufweist: -- ein Basismaterial, das aus Cu gebildet ist und eine obere Fläche aufweist, die in der gleichen Richtung orientiert ist wie Hauptfläche, und -- eine plattierte Schicht, die aus Ni gebildet ist und die die obere Fläche des Basismaterials bedeckt, und - die plattierte Schicht eine plattierte Schicht mit rauer Oberfläche ist, die eine rauere Oberfläche hat als die obere Fläche des Basismaterials.
Halbleiterbauteil nach Anspruch 12, wobei das Basismaterial eine Rückfläche, die von der Hauptfläche weg weist, und eine Seitenfläche zwischen der Hauptfläche und der Rückfläche aufweist, und die plattierte Schicht die Hauptfläche, die Rückfläche und die Seitenfläche des Basismaterials bedeckt.
Halbleiterbauteil nach Anspruch 12 oder 13, ferner mit: einem Terminal, das sich in der ersten Richtung von dem Verbindungs-Pad erstreckt und aus einer ersten Seitenfläche des Verkapselungsharzes vorsteht, wobei das Basismaterial einen Pad-Abschnitt, der das Verbindungs-Pad bildet, und einen Anschlussabschnitt aufweist, der das Terminal bildet, und die plattierte Schicht eine Fläche des Pad-Abschnitts und den Anschlussabschnitt bedeckt.
Halbleiterbauteil nach Anspruch 14, wobei das Terminal eine Endfläche aufweist, wo das Basismaterial freiliegt.
Halbleiterbauteil nach einem beliebigen der Ansprüche 12 bis 15, wobei das Substrat ein Substrat-Basismaterial, das aus Cu gebildet ist, und eine plattierte Substratschicht aufweist, die eine Fläche des Substrat-Basismaterials bedeckt, und die plattierte Substratschicht eine plattierte Schicht mit rauer Oberfläche ist, die eine rauere Oberfläche hat als das Substrat-Basismaterial.
Halbleiterbauteil nach einem beliebigen der Ansprüche 12 bis 16, wobei der Draht durch Ultraschall-Bonden an das Verbindungs-Pad gebondet ist.
Halbleiterbauteil nach einem beliebigen der Ansprüche 12 bis 17, wobei das Halbleiterelement ein Transistor ist, die Hauptflächenelektrode eine Steuerelektrode und eine Ansteuer-Elektrode aufweist, das Verbindungs-Pad ein Steuer-Pad und ein Ansteuer-Pad aufweist, die in der ersten Richtung von dem Substrat getrennt sind, die parallel ist zu der Hauptfläche, und die in einer zweiten Richtung voneinander getrennt sind, wobei die zweite Richtung parallel ist zu der Hauptfläche und orthogonal zu der ersten Richtung, und der Draht einen Steuerdraht, der die Steuerelektrode und das Steuer-Pad verbindet, und einen Ansteuer-Draht beinhaltet, der die Ansteuer-Elektrode und das Ansteuer-Pad verbindet.
Halbleiterbauteil nach Anspruch 18, wobei der Steuerdraht einen kleineren Durchmesser hat als der Ansteuer-Draht.
Halbleiterbauteil nach Anspruch 18 oder 19, wobei der Durchmesser des Steuerdrahts 40 µm oder größer und 100 µm oder kleiner ist, und der Durchmesser des Ansteuer-Drahts 200 µm oder größer und 600 µm oder kleiner ist.