JP2012028700A - Semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、両面に電極が設けられた半導体チップと、各電極に電気的に接続された大電流用の配線とを備える半導体装置に関するものである。 The present invention relates to a semiconductor device including a semiconductor chip provided with electrodes on both sides and a high-current wiring electrically connected to each electrode.
従来、両面に電極が設けられた半導体チップと、各電極に電気的に接続された大電流用の配線とを備える半導体装置の一例として、特許文献1に開示された半導体装置があった。 Conventionally, there has been a semiconductor device disclosed in Patent Document 1 as an example of a semiconductor device including a semiconductor chip provided with electrodes on both surfaces and a wiring for high current electrically connected to each electrode.
この半導体装置は、主表面側に複数個のセルブロックを有する半導体チップと、半導体チップの両主表面に、それぞれ第1〜第3の導電性接合部材を介して接合された第1〜第3の金属体(大電流用配線部)とを備え、これらが樹脂でモールドされてなるものである。 This semiconductor device includes a semiconductor chip having a plurality of cell blocks on the main surface side, and first to third bonded to both main surfaces of the semiconductor chip via first to third conductive bonding members, respectively. These metal bodies (large current wiring portions) are molded with resin.
ところが、上記半導体装置においては、半導体チップの両主表面に、第1,第2の金属体が設けられ、半導体チップと第1〜第3の金属体とが樹脂でモールドされている。このように半導体チップの両主表面には第1,第2の金属体が設けられているため、温度センサの電極や半導体チップの信号電極(例えばゲート電極であり、小電流用電極)に信号用配線(小電流用配線部)を介して接続されたパッドを半導体チップの外周部(端部)に設ける必要があった。また、半導体チップと第1〜第3の金属体とが樹脂でモールドされているため、信号用配線部は、半導体チップ内で引き回して、半導体チップの外周部に設けられたパッドに導通する必要があった。さらに、このパッドは、第1〜第3の金属体を避けながら半導体装置の信号端子とワイヤーボンディングする必要があった。 However, in the semiconductor device, the first and second metal bodies are provided on both main surfaces of the semiconductor chip, and the semiconductor chip and the first to third metal bodies are molded with resin. As described above, since the first and second metal bodies are provided on both main surfaces of the semiconductor chip, a signal is transmitted to the electrode of the temperature sensor or the signal electrode of the semiconductor chip (for example, a gate electrode, a small current electrode). It is necessary to provide a pad connected via a wiring for wiring (small current wiring portion) on the outer peripheral portion (end portion) of the semiconductor chip. In addition, since the semiconductor chip and the first to third metal bodies are molded with resin, the signal wiring portion needs to be routed in the semiconductor chip and conducted to the pads provided on the outer peripheral portion of the semiconductor chip. was there. Further, this pad needs to be wire-bonded to the signal terminal of the semiconductor device while avoiding the first to third metal bodies.
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、両面に電極が設けられた半導体チップと、各電極に電気的に接続された大電流用の配線とを備える半導体装置において、小電流用配線部の引き回し自由度を向上することと、半導体チップ上の配線を省略することで半導体チップ上の無効領域を低減することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and in a semiconductor device including a semiconductor chip provided with electrodes on both surfaces and a wiring for high current electrically connected to each electrode, An object is to improve the degree of freedom in routing the wiring portion and to reduce the ineffective area on the semiconductor chip by omitting the wiring on the semiconductor chip.
上記目的を達成するために請求項1に記載の半導体装置は、
絶縁基材と、
絶縁基材に設けられ、積層配置された導体層と、ビアホールに形成された層間接続部とを含む配線部と、
素子が形成され、絶縁基材に封止された半導体チップと、
を備え、
半導体チップは、
素子としてのパワートランジスタと、
導体層の積層方向に直交する両表面のそれぞれに設けられ、パワートランジスタにおける大電流が流れる大電流用電極と、
両表面のうちの少なくとも一方の表面に設けられ、大電流用電極よりも小さな電流が流れる小電流用電極と、が設けられ、
小電流用電極と同一表面に設けられた大電流用電極は、小電流用電極を囲うように設けられ、
配線部は、大電流用電極に電気的に接続され、大電流用電極に対向した導体層を含む大電流用配線部と、小電流用電極と電気的に接続され、絶縁基材によって大電流用配線部と絶縁された導体層及び層間接続部とを含む小電流用配線部と、
を備えることを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, a semiconductor device according to claim 1,
An insulating substrate;
A wiring portion provided on an insulating substrate and including a conductor layer disposed in a stacked manner and an interlayer connection portion formed in a via hole;
A semiconductor chip in which an element is formed and sealed in an insulating substrate;
With
Semiconductor chip
A power transistor as an element;
A large current electrode provided on each of both surfaces orthogonal to the lamination direction of the conductor layer, through which a large current flows in the power transistor;
A small-current electrode provided on at least one of the two surfaces, through which a smaller current flows than the large-current electrode,
The large current electrode provided on the same surface as the small current electrode is provided so as to surround the small current electrode,
The wiring part is electrically connected to the large current electrode and includes a conductor layer facing the large current electrode and the large current wiring part, and is electrically connected to the small current electrode. A small current wiring portion including a wiring portion for wiring and an insulated conductor layer and an interlayer connection portion;
It is characterized by providing.
このように、小電流用電極を囲うように大電流用電極を設けるとともに、小電流用電極に電気的に接続された小電流用配線部として、積層配置された導体層と層間接続部とを含むことによって、導体層の積層方向、及び積層方向に直交する方向に小電流用配線部を引き回すことができる。よって、大電流用電極に対向した導体層を含む大電流用配線部を設けた場合であっても、半導体チップ内で小電流用配線部を引き回すよりも、引き回し自由度を向上することができる。さらに、半導体チップ上の配線(つまり、半導体チップにおける積層方向に直交する表面における配線)を省略することができるので、半導体チップ上の無効領域を低減することができる。 As described above, the large current electrode is provided so as to surround the small current electrode, and the conductor layer and the interlayer connection portion arranged in a stacked manner are provided as the small current wiring portion electrically connected to the small current electrode. By including it, the small current wiring portion can be routed in the direction in which the conductor layers are laminated and in the direction perpendicular to the lamination direction. Therefore, even when the large current wiring portion including the conductor layer facing the large current electrode is provided, the degree of freedom in routing can be improved as compared with the small current wiring portion being routed in the semiconductor chip. . Furthermore, since the wiring on the semiconductor chip (that is, the wiring on the surface orthogonal to the stacking direction in the semiconductor chip) can be omitted, the ineffective area on the semiconductor chip can be reduced.
また、請求項2に示すように、半導体チップの温度に応じた信号を出力するものであり、半導体チップの表面の中央部に配置された温度センサを備え、小電流用電極は、温度センサのセンサ用電極を含むようにしてもよい。 According to a second aspect of the present invention, a signal corresponding to the temperature of the semiconductor chip is output, and a temperature sensor disposed at the center of the surface of the semiconductor chip is provided. You may make it include the electrode for sensors.
このようにすることによって、センサ用電極に電気的に接続された小電流用配線部(導体層と層間接続部)は、導体層の積層方向、及び積層方向に直交する方向に引き回すことができる。よって、温度センサを半導体チップの表面の中央部に配置しやすくなる。このように、温度センサを半導体チップの表面の中央部に配置することによって、半導体チップにおける最も温度が高くなる部位の温度を計測することができる。よって、半導体チップの温度を精度良く計測できるので好ましい。 By doing in this way, the wiring part for small currents (conductor layer and interlayer connection part) electrically connected to the sensor electrode can be routed in the stacking direction of the conductor layer and in the direction orthogonal to the stacking direction. . Therefore, it becomes easy to arrange the temperature sensor at the center of the surface of the semiconductor chip. As described above, by arranging the temperature sensor at the center of the surface of the semiconductor chip, the temperature of the portion of the semiconductor chip where the temperature is highest can be measured. Therefore, it is preferable because the temperature of the semiconductor chip can be accurately measured.
また、請求項3に示すように、パワートランジスタは、複数のトランジスタ構造部を含むものであり、小電流用電極は、複数のトランジスタ構造部における各ゲートに電気的に接続され、半導体チップの表面の中央部に配置されたゲート電極を含むようにしてもよい。 According to a third aspect of the present invention, the power transistor includes a plurality of transistor structures, and the small current electrode is electrically connected to each gate of the plurality of transistor structures, and the surface of the semiconductor chip A gate electrode may be included in the central portion.
このようにすることによって、ゲート電極に電気的に接続された小電流用配線部(導体層と層間接続部)は、導体層の積層方向、及び積層方向に直交する方向に引き回すことができる。よって、ゲート電極を半導体チップの表面の中央部に配置しやすくなる。このように、ゲート電極を半導体チップの表面の中央部に配置することによって、ゲート電極と各トランジスタ構造部のゲートとの距離の差を最小にすることができる。従って、各トランジスタ構造部に対するゲート信号の伝達時間のバラツキを抑制することができ、各トランジスタ構造部を均一に動作しやすくすることができるので好ましい。 By doing so, the small current wiring portion (conductor layer and interlayer connection portion) electrically connected to the gate electrode can be routed in the stacking direction of the conductor layer and in the direction orthogonal to the stacking direction. Therefore, it becomes easy to arrange the gate electrode at the center of the surface of the semiconductor chip. Thus, by disposing the gate electrode at the center of the surface of the semiconductor chip, the difference in distance between the gate electrode and the gate of each transistor structure can be minimized. Therefore, it is preferable because variations in the transmission time of the gate signal to each transistor structure can be suppressed and each transistor structure can be easily operated uniformly.
また、請求項4に示すように、小電流用配線部は、導体層と層間接続部とを含んで、積層方向に沿って延びる柱状部を有し、小電流用電極が設けられた側の大電流用配線部は、積層方向に貫通して、柱状部を囲うように設けられるようにしてもよい。 According to a fourth aspect of the present invention, the small current wiring portion includes a conductor layer and an interlayer connection portion, has a columnar portion extending along the stacking direction, and is provided on the side where the small current electrode is provided. The high-current wiring part may be provided so as to penetrate the columnar part through the stacking direction.
このようにすることによって、小電流用配線部(導体層と層間接続部)は、大電流用配線部の貫通した部位を通って導体層の積層方向に引き回すことができるので、小電流用配線部の引き回し自由度をより一層向上することができる。 In this way, the small current wiring portion (conductor layer and interlayer connection portion) can be routed in the stacking direction of the conductor layer through the portion where the large current wiring portion penetrates. The degree of freedom in routing the part can be further improved.
また、請求項5に示すように、大電流用電極に対向した導体層は、その他の導体層よりも積層方向に沿う厚みが厚くなるようにしてもよい。 Further, as shown in claim 5, the conductor layer facing the large current electrode may be thicker in the stacking direction than the other conductor layers.
このようにすることによって、大電流用配線部の配線抵抗を低減することができる。また、電流容量を大きくできるので、ジュール熱による断線を抑制しつつ、半導体装置の大型化を抑制できる。 By doing so, the wiring resistance of the large current wiring portion can be reduced. In addition, since the current capacity can be increased, an increase in the size of the semiconductor device can be suppressed while suppressing disconnection due to Joule heat.
また、請求項6に示すように、大電流用電極に対向した導体層は、その他の導体層よりも積層方向に直交する方向に沿う幅が広くなるようにしてもよい。 According to a sixth aspect of the present invention, the conductor layer facing the large current electrode may be wider in width along the direction perpendicular to the stacking direction than the other conductor layers.
このようにすることによって、大電流用配線部の配線抵抗を低減することができる。 By doing so, the wiring resistance of the large current wiring portion can be reduced.
また、請求項7に示すように、大電流用配線部は、導体層に加えて、層間接続部を含むようにしてもよい。 According to a seventh aspect of the present invention, the high current wiring portion may include an interlayer connection portion in addition to the conductor layer.
また、小電流用配線部及び大電流用配線部を絶縁基材の外部に取り出す場合、請求項8に示すように、小電流用配線部及び大電流用配線部は金属片を含むものであり、金属片は、一部が絶縁基材内に配置され、その他の部位が絶縁基材の外部に突出して設けられるようにしてもよい。又は、請求項9に示すように、小電流用配線部及び大電流用配線部は、絶縁基材の外部に露出した露出部を備えるようにしてもよい。また、小電流用配線部及び大電流用配線部は、導体層と層間接続部とを含むことによって、絶縁基材のどの方向からも(つまり、絶縁基材における積層方向に直交する両表面、積層方向に沿う側面のどの方向からも)外部に取り出すことができる。 Moreover, when taking out the wiring part for small currents and the wiring part for large currents outside the insulating substrate, as shown in claim 8, the wiring part for small currents and the wiring part for large currents include a metal piece. A part of the metal piece may be disposed in the insulating base material, and the other part may be provided to protrude outside the insulating base material. Or as shown in Claim 9, you may make it the wiring part for small currents and the wiring part for large currents provide the exposed part exposed outside the insulating base material. Moreover, the wiring part for small current and the wiring part for large current include the conductor layer and the interlayer connection part, so that any direction of the insulating base (that is, both surfaces orthogonal to the stacking direction in the insulating base, It can be taken out (from any direction on the side surface along the stacking direction).
また、請求項10に示すように、絶縁基材は、熱可塑性樹脂を含む熱可塑性樹脂フィルムが少なくとも一層おきに位置するとともに、半導体チップに隣り合うように位置しつつ、熱可塑性樹脂フィルムを含む複数枚の基材フィルムが積層され、基材フィルムが相互に接着してなるようにしてもよい。
In addition, as shown in
このようにすることによって、半導体チップを封止しつつ、半導体装置を加圧・加熱により一括で形成することができ、製造工程を簡素化することができる。 By doing in this way, a semiconductor device can be collectively formed by pressurization and heating, sealing a semiconductor chip, and a manufacturing process can be simplified.
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。なお、本発明の実施の形態は、下記の実施例に何ら限定されることなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採りうる。また、絶縁基材20の厚み方向(換言すれば、複数枚の樹脂フィルムの積層方向)を単に積層方向と称し、この積層方向に直交する方向を単に直交方向と称する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The embodiments of the present invention are not limited to the following examples, and can take various forms as long as they belong to the technical scope of the present invention. Further, the thickness direction of the insulating base material 20 (in other words, the lamination direction of a plurality of resin films) is simply referred to as a lamination direction, and the direction orthogonal to the lamination direction is simply referred to as an orthogonal direction.
図1,3,4などに示すように、本実施の形態における半導体装置10は、半導体チップ30を内蔵する基本的な構成要素として、絶縁基材20、絶縁基材20の内部に埋設、すなわち内蔵された半導体チップ30、絶縁基材20に設けられた導体パターン50・層間接続部60、及び複数の端子41〜45を備える。つまり、半導体装置10は、絶縁基材20と、絶縁基材20に設けられ、積層配置された導体層(導体パターン50、端子41〜45)及びビアホールに形成された層間接続部60を含む配線部と、素子(図示を省略する複数のトランジスタ構造部)が形成され、絶縁基材20に封止された半導体チップ30と、を備える。なお、端子41は、半導体チップ30のエミッタ電極に電気的に接続されたエミッタ用端子である。端子42は、半導体チップ30のコレクタ電極に電気的に接続されたコレクタ用端子である。端子43,44は、半導体チップ30の表面の中央部に配置された温度センサ35のセンサ用電極361,362に電気的に接続されたセンサ用端子である。端子45は、半導体チップ30の表面の中央部に配置されたゲート電極34に電気的に接続されたゲート用端子である。なお、半導体チップ30に関しては、後ほど詳しく説明する。
As shown in FIGS. 1, 3, 4, etc., the
先ず、絶縁基材20について説明する。絶縁基材20は、電気絶縁材料からなり、該絶縁基材20以外の構成要素、図1,3,4に示す例では、半導体チップ30、導体パターン50、層間接続部60、及び端子41〜45を所定位置に保持する基材としての機能を果たすとともに、半導体チップ30をその内部に保持して保護する機能を果たすものである。
First, the insulating
この絶縁基材20は、主として樹脂を含むとともに、該樹脂として少なくとも熱可塑性樹脂を含むものであり、熱可塑性樹脂フィルムを含む複数枚の樹脂フィルムが積層され、加圧・加熱により接着・一体化されてなる。熱可塑性樹脂を含む理由は、後述する加圧・加熱工程にて一括で絶縁基材20を形成する際に、高温に耐え、軟化した熱可塑性樹脂を接着材及び封止材として利用するためである。
The insulating
このため、複数枚の樹脂フィルムとしては、積層状態で、少なくとも1枚おきに位置するとともに、半導体チップ30に隣り合うように熱可塑性樹脂フィルムを含めば良い。例えば熱可塑性樹脂フィルムのみを含む構成としても良いし、熱可塑性樹脂フィルムとともに熱硬化性樹脂フィルムを含む構成としても良い。
For this reason, as the plurality of resin films, a thermoplastic resin film may be included so as to be adjacent to the
熱可塑性樹脂フィルムとしては、熱可塑性樹脂とともに、ガラス繊維、アラミド繊維などの無機材料を含むフィルム、及び、無機材料を含まない熱可塑性樹脂からなるフィルムの少なくとも一方を採用することができる。同様に、熱硬化性樹脂フィルムとしては、熱硬化性樹脂とともに、上記無機材料を含むフィルム、及び、無機材料を含まない熱硬化性樹脂からなるフィルムの少なくとも一方を採用することができる。 As the thermoplastic resin film, at least one of a film containing an inorganic material such as glass fiber and aramid fiber and a film made of a thermoplastic resin not containing an inorganic material can be employed together with the thermoplastic resin. Similarly, as the thermosetting resin film, at least one of a film containing the inorganic material and a film made of a thermosetting resin not containing the inorganic material can be employed together with the thermosetting resin.
本実施形態に係る絶縁基材20は、図3,4に示すように、積層方向において、一面側から、熱可塑性樹脂フィルム201〜211の順に計11枚の樹脂フィルムが積層されてなる。なお、後ほど説明するエミッタ用端子41の開口部413内には、熱可塑性樹脂フィルム20a(ここでは2層)を備える。
As shown in FIGS. 3 and 4, the insulating
また、熱可塑性樹脂フィルム201〜211,20aとして、ガラス繊維などの無機材料や線膨張係数などを調整するための無機フィラーを含まない、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)30重量%とポリエーテルイミド(PEI)70重量%からなる樹脂フィルムを採用している。なお、熱可塑性樹脂フィルムの構成材料は、上記例に限定されない。例えば、PEEK/PEIからなるものであっても、上記例とは比率の異なるものを採用しても良い。また、PEEK/PEI以外の構成材料、例えば液晶ポリマー(LCP)などを採用しても良い。 Further, as the thermoplastic resin films 201-211, 20 a, 30% by weight of polyetheretherketone (PEEK) and polyetherimide (without including an inorganic material such as glass fiber or an inorganic filler for adjusting the linear expansion coefficient) PEI) A resin film composed of 70% by weight is employed. In addition, the constituent material of a thermoplastic resin film is not limited to the said example. For example, even if it consists of PEEK / PEI, you may employ | adopt the thing from which a ratio differs from the said example. Moreover, you may employ | adopt constituent materials other than PEEK / PEI, for example, a liquid crystal polymer (LCP).
また、図5に示すように、絶縁基材20を構成する樹脂フィルムには、端子41〜45における絶縁基材20の内部に配置されている部分の外形に応じて型抜き(部分的に切断(除去))された端子配置部2021,2041、2051、2091,2101を備えるものを含む。さらに、絶縁基材20を構成する樹脂フィルムには、半導体チップ30の外形に応じて型抜き(部分的に切断(除去))された貫通孔2071を備えるものを含む。
Moreover, as shown in FIG. 5, the resin film which comprises the insulating
この端子配置部を形成する樹脂フィルムの枚数は、端子41〜45における絶縁基材20の内部に配置された部分の厚み(積層方向における厚み)に応じて決定されるものである。本実施の形態においては、図5に示すように、熱可塑性樹脂フィルム202,204、205、209,210に端子配置部2021,2041、2051、2091,2101が形成されている。同様に、貫通孔を形成する樹脂フィルムの枚数は、半導体チップ30の厚み(積層方向における厚み)に応じて決定されるものである。本実施の形態においては、図5に示すように、熱可塑性樹脂フィルム207に貫通孔2071が形成されている。
The number of resin films forming the terminal arrangement portion is determined according to the thickness (thickness in the stacking direction) of the portion of the
次に、半導体チップ30について説明する。半導体チップ30は、シリコンなどからなる直方体の半導体基板31に複数のトランジスタ構造部が形成されている。つまり、パワーMOSFETやIGBTなど、例えばモータ等の負荷の電力制御に用いられるパワートランジスタ素子が構成されたICチップ(ベアチップ)である。また、図2(a)に示すように、この半導体チップ30の一方の表面(絶縁基材20中に配置された状態で積層方向に直交する表面)の中央部には、半導体チップ30の温度に応じた信号を出力する温度センサ35が設けられている。この半導体チップ30は、上記した絶縁基材20(該絶縁基材20を構成する熱可塑性樹脂)によって封止されている。
Next, the
なお、本実施の形態においては、このパワートランジスタ素子としてIGBTを採用する。また、半導体チップ30は、このパワートランジスタ素子を除く素子、例えばダイオード、抵抗、コンデンサ、CMOS、バイポーラトランジスタなどの素子が集積されてなる信号処理回路部(大規模集積回路)が設けられているものを採用することもできる。
In the present embodiment, an IGBT is employed as the power transistor element. The
図2(a),(b)に示すように、この半導体チップ30の両表面(絶縁基材20中に配置された状態で積層方向に直交する両表面)のそれぞれには、外部との接続用にNi系材料からなる電極が形成されている。この電極としては、両表面のそれぞれに設けられ、IGBTにおける大電流が流れる大電流用電極(エミッタ電極32、コレクタ電極33)と、両表面のうちの少なくとも一方の表面に設けられ、大電流用電極よりも小さな電流が流れる小電流用電極(ゲート電極34、センサ用電極361,362)と、が設けられている。
As shown in FIGS. 2A and 2B, both surfaces of the semiconductor chip 30 (both surfaces orthogonal to the stacking direction in the state of being disposed in the insulating base material 20) are connected to the outside. For this purpose, an electrode made of a Ni-based material is formed. This electrode is provided on each of both surfaces, and is provided on a large current electrode (
上述のように、IGBTは、複数のトランジスタ構造部を含むものである。そして、半導体チップ30の表面(絶縁基材20中に配置された状態で積層方向に直交する表面)の中央部には、複数のトランジスタ構造部における各ゲートに電気的に接続された小電流用電極としてのゲート電極34が配置される。また、上述のように、半導体チップ30の一方の表面(絶縁基材20中に配置された状態で積層方向に直交する表面)の中央部には、温度センサ35も配置されている。これによって、半導体チップ30の表面の中央部には、この温度センサ35のセンサ用電極361,362が小電流用電極として配置される。つまり、半導体チップ30の表面(絶縁基材20中に配置された状態で積層方向に直交する表面)の中央部には、ゲート電極34とセンサ用電極361,362とが隣り合って設けられる。
As described above, the IGBT includes a plurality of transistor structures. And in the center part of the surface (surface orthogonal to the lamination direction in the state arrange | positioned in the insulating base material 20) of the
また、図2(a)に示すように、小電流用電極(ゲート電極34、センサ用電極361,362)と同一表面に設けられた大電流用電極(エミッタ電極32)は、小電流用電極(ゲート電極34、センサ用電極361,362)を囲うように設けられる。つまり、エミッタ電極32は、環状に設けられる。換言すると、小電流用電極(ゲート電極34、センサ用電極361,362)は、エミッタ電極32の中央部に設けられた開口部321内に配置されている。
As shown in FIG. 2A, the large current electrode (emitter electrode 32) provided on the same surface as the small current electrode (
また、エミッタ電極32は、小電流用電極と同一表面に設けられた大電流用電極に相当するものである。図2(a)に示すように、半導体基板31の一方の表面(絶縁基材20中に配置された状態で積層方向に直交する表面)において、開口部321と縁部を除く広い範囲に設けられている。コレクタ電極33は、図2(b)に示すように、半導体基板31の他方の表面(絶縁基材20中に配置された状態で積層方向に直交する表面)において、縁部を除く広い範囲に設けられている。
The
これらの電極32〜34,361,362には、後ほど説明する層間接続部60がそれぞれ接続される。そして、Ni系材料からなる電極32〜34,361,362と、後述するようにAg−Sn合金からなる層間接続部60との界面には、SnとNiとが相互に拡散してなる金属拡散層(Ni−Sn合金層)が形成される。これにより、電極32〜34,361,362と層間接続部60との接続信頼性が向上されている。
These
次いで、配線部を構成する各要素について説明する。配線部は、導体パターン50(導体層)、層間接続部60(層間接続部)、端子41〜45(導体層)を含んで構成される。また、大電流用電極(エミッタ電極32、コレクタ電極33)に電気的に接続された層間接続部60、及び大電流用電極に対向した部位を有し、層間接続部60を介して大電流用電極に接続された端子41,42を含む大電流用配線部と、小電流用電極(ゲート電極34、センサ用電極361,362)と電気的に接続され、絶縁基材20によって大電流用配線部と絶縁された導体パターン50、層間接続部60、及び端子43〜45とを含む小電流用配線部とを含む。
Next, each element constituting the wiring part will be described. The wiring portion includes a conductor pattern 50 (conductor layer), an interlayer connection portion 60 (interlayer connection portion), and
導体パターン50は、導体箔をパターニングしてなるものであり、半導体チップ30と外部とを電気的に接続する配線部として用いられるものである。層間接続部60は、樹脂フィルムにおいて、厚み方向(積層方向)に沿って設けられたビアホール(貫通孔)に導電性ペーストが充填され、この導電性ペースト中の導電性粒子を加圧・加熱により焼結してなるものである。層間接続部60も、導体パターン50とともに、半導体チップ30と外部とを電気的に接続する配線部として用いられるものである。
The
端子41〜45は、Cu、Au、Ag、Al、又は、これら金属の少なくとも1種類を含む合金からなる平板上の金属片(金属プレート)である。ここでは、端子41〜45として、Cuからなる金属片を採用する。端子41,42は、半導体チップ30と外部とを電気的に接続する配線部のうち、半導体チップ30の大電流用電極(エミッタ電極32、コレクタ電極33)と外部とを電気的に接続する大電流用配線部の一部として用いられるものである。なお、端子41がエミッタ電極32と電気的に接続されたエミッタ用端子であり、端子42がコレクタ電極33と電気的に接続されたコレクタ用端子である。また、エミッタ用端子41及びコレクタ用端子42は、放熱板としても機能するものである。
The
また、図6(a)に示すように、エミッタ用端子41は、小電流用電極が設けられた側の大電流用配線部に含まれるものである。このエミッタ用端子41は、層間接続部60を介して半導体チップ30のエミッタ電極32と電気的に接続する部位であり絶縁基材20内に配置される接続部412と、一部が絶縁基材20の側壁(積層方向に沿う面)から外部に突出して半導体装置10の外部の装置と電気的に接続する部位である端子部411とを含むものである。また、エミッタ用端子41の接続部412は、絶縁基材20中に配置された状態において、エミッタ電極32に対向して配置される。さらに、エミッタ用端子41の接続部412は、絶縁基材20中に配置された状態において、積層方向に貫通した開口部413が設けられている。この開口部413中には、絶縁基材20中に配置された状態において、後ほど説明する柱状部5060が設けられる。つまり、エミッタ用端子41は、絶縁基材20中に配置された状態において、後ほど説明する柱状部5060を囲うように設けられる。また、接続部412は、直交方向に沿う幅が端子部411よりも広くなっている。
As shown in FIG. 6A, the
なお、接続部412とエミッタ電極32とは、直交方向に沿う平面の形状が同様であり、平面の面積も略同じである。また、接続部412とエミッタ電極32とを電気的に接続する層間接続部60と、エミッタ電極32とは、直交方向に沿う平面の形状が同様であり、平面の面積も同じである。また、エミッタ用端子41の接続部412は、大電流用電極に対向した導体層に相当するものである。
The connecting
一方、図6(b)に示すように、コレクタ用端子42は、層間接続部60を介して半導体チップ30のコレクタ電極33と電気的に接続する部位であり絶縁基材20内に配置される接続部422と、一部が絶縁基材20の側壁(積層方向に沿う面)から外部に突出して半導体装置10の外部の装置と電気的に接続する部位である端子部421とを含むものである。また、コレクタ用端子42の接続部422は、絶縁基材20中に配置された状態において、コレクタ電極33に対向して配置される。また、接続部422は、直交方向に沿う幅が端子部421よりも広くなっている。
On the other hand, as shown in FIG. 6B, the
なお、接続部422とコレクタ電極33とは、直交方向に沿う平面の形状が同様であり、平面の面積も略同じである。また、接続部422とコレクタ電極33とを電気的に接続する層間接続部60と、コレクタ電極33とは、直交方向に沿う平面の形状が同様であり、平面の面積も同じである。
The connecting
このように、大電流用電極は、エミッタ電極32、コレクタ電極33を含むものである。大電流用配線部は、エミッタ用端子41、エミッタ用端子41と半導体チップ30のエミッタ電極32とを電気的に接続する層間接続部60、コレクタ用端子42、コレクタ用端子42と半導体チップ30のコレクタ電極33とを電気的に接続する層間接続部60を含むものである。
Thus, the large current electrode includes the
エミッタ用端子41及びコレクタ用端子42は、直交方向に電流を流すものである。一方、エミッタ用端子41と半導体チップ30のエミッタ電極32とを電気的に接続する層間接続部60、及びコレクタ用端子42と半導体チップ30のコレクタ電極33とを電気的に接続する層間接続部60は、積層方向に電流を流すものである。よって、換言すると、エミッタ用端子41及びコレクタ用端子42は、大電流用配線部における横方向配線部(直交方向配線部)である。一方、エミッタ用端子41と半導体チップ30のエミッタ電極32とを電気的に接続する層間接続部60、及びコレクタ用端子42と半導体チップ30のコレクタ電極33とを電気的に接続する層間接続部60は、大電流用配線部における縦方向配線部(積層方向配線部)である。
The
端子43,44は、半導体チップ30と外部とを電気的に接続する配線部のうち、小電流用電極(センサ用電極361,362)と外部とを電気的に接続する小電流用配線部の一部として用いられるものである。また、端子43,44は、一部が絶縁基材20内に配置され、その他の部位が絶縁基材20の側壁(積層方向に沿う面)から外部に突出して設けられる。この端子43,44は、センサ用電極361,362に電気的に接続されたセンサ用端子である。
The
また、図3に示すように、小電流用配線部は、このセンサ用端子43に加えて、導体パターン50と層間接続部60とを含んで、積層方向に沿って延びる柱状部5060を有する。そして、センサ用端子43とセンサ用電極361とは、この柱状部5060を介して電気的に接続される。この柱状部5060は、センサ用電極361の直上に設けられる。なお、本実施の形態における柱状部5060は、3層の導体パターン50、センサ用電極361と導体パターン50とを接続する層間接続部60、導体パターン50間を接続する2つの層間接続部60、及び導体パターン50とセンサ用端子43とを接続する層間接続部60を含むものである。ただし、この柱状部5060を構成する導体パターン50及び層間接続部60の数は、これに限定されるものではない。
As shown in FIG. 3, the small current wiring portion includes a
なお、センサ用端子44とセンサ用電極362に関しても同様に、柱状部5060を介して電気的に接続されるものである。本実施の形態においては、センサ用端子44とセンサ用電極362とが柱状部5060を介して電気的に接続されていることを示す断面図、及び詳しい説明は省略する。
Similarly, the
また、端子45は、半導体チップ30と外部とを電気的に接続する配線部のうち、半導体チップ30の小電流用電極(ゲート電極34)と外部とを電気的に接続する小電流用配線部の一部として用いられるものである。また、端子45は、一部が絶縁基材20内に配置され、その他の部位が絶縁基材20の側壁(積層方向に沿う面)から外部に突出して設けられる。この端子45は、ゲート電極34に電気的に接続されたゲート用端子である。
The terminal 45 is a small current wiring portion that electrically connects the small current electrode (gate electrode 34) of the
また、図4に示すように、小電流用配線部は、このゲート用端子45に加えて、導体パターン50と層間接続部60とを含んで、積層方向に沿って延びる柱状部5060を有する。そして、ゲート用端子45とゲート電極34とは、この柱状部5060を介して電気的に接続される。この柱状部5060は、ゲート電極34の直上に設けられる。なお、本実施の形態における柱状部5060は、3層の導体パターン50、ゲート電極34と導体パターン50とを接続する層間接続部60、導体パターン50間を接続する2つの層間接続部60、及び導体パターン50とゲート用端子45とを接続する層間接続部60を含むものである。ただし、この柱状部5060を構成する導体パターン50及び層間接続部60の数は、これに限定されるものではない。
As shown in FIG. 4, the small current wiring portion includes a
このように、小電流用電極は、ゲート電極34、センサ用電極361,362を含むものである。小電流用配線部は、センサ用端子43、センサ用端子43とセンサ用電極361とを電気的に接続する柱状部5060、センサ用端子44、センサ用端子44とセンサ用電極362とを電気的に接続する柱状部5060、ゲート用端子45、ゲート用端子45とゲート電極34とを電気的に接続する柱状部5060を含むものである。
As described above, the small current electrode includes the
センサ用端子43,44及びゲート用端子45は、直交方向に電流を流すものである。一方、センサ用端子43とセンサ用電極361とを電気的に接続する柱状部5060、センサ用端子44とセンサ用電極362とを電気的に接続する柱状部5060、ゲート用端子45とゲート電極34とを電気的に接続する柱状部5060は、積層方向に電流を流すものである。よって、換言すると、センサ用端子43,44及びゲート用端子45は、小電流用配線部における横方向配線部(直交方向配線部)である。一方、センサ用端子43とセンサ用電極361とを電気的に接続する柱状部5060、センサ用端子44とセンサ用電極362とを電気的に接続する柱状部5060、ゲート用端子45とゲート電極34とを電気的に接続する柱状部5060は、小電流用配線部における縦方向配線部(積層方向配線部)である。
The
なお、本実施形態では、導体パターン50が、銅(Cu)箔をパターニングして構成されている。層間接続部60は、Ag−Sn合金からなる。
In the present embodiment, the
端子41〜45は、Cuからなる平板状の部材である。また、端子41〜45は、積層方向に沿う厚みが全体的に均一に設けられている。そして、エミッタ電極32に対向した導体層であるエミッタ用端子41、コレクタ電極33に対向した導体層であるコレクタ用端子42は、その他の導体層である導体パターン50、小電流用端子(センサ用端子43,44、ゲート用端子45)よりも積層方向に沿う厚みが厚くなっている。このようにすることによって、大電流用配線部の配線抵抗を低減することができる。また、電流容量を大きくできるので、ジュール熱による断線を抑制しつつ、半導体装置10の大型化を抑制できる。
The
しかしながら、エミッタ電極32に対向した導体層であるエミッタ用端子41、コレクタ電極33に対向した導体層であるコレクタ用端子42は、導体パターンで構成して、その他の導体層である導体パターン50、小電流用端子(センサ用端子43,44、ゲート用端子45)よりも積層方向に直交する方向に沿う幅が広くなるようにしてもよい。このようにすることによって、大電流用配線部の配線抵抗を低減することができる。
However, the
なお、本実施形態では、エミッタ用端子41、コレクタ用端子42の大電流用端子は、熱可塑性樹脂フィルム2枚分とほぼ同じ厚さとなっている。一方、ゲート用端子34、センサ用端子361,362の小電流用端子は、熱可塑性樹脂フィルム一枚分とほぼ同じ厚さとなっている。
In the present embodiment, the large current terminals of the
また、Cuからなる導体パターン50とAg−Sn合金からなる層間接続部60との界面には、CuとSnとが相互に拡散してなる金属拡散層(Cu−Sn合金層)が形成され、これにより、導体パターン50と層間接続部60との接続信頼性が向上されている。また、Cuからなる金属片である端子41〜45とAg−Sn合金からなる層間接続部60との界面にも、CuとSnとが相互に拡散してなる金属拡散層(Cu−Sn合金層)が形成され、これにより、端子41〜45と層間接続部60との接続信頼性が向上されている。
In addition, a metal diffusion layer (Cu—Sn alloy layer) formed by mutual diffusion of Cu and Sn is formed at the interface between the
ここで、図5に基づいて、上記した半導体装置10の製造方法について説明する。なお、図5においては、符号60は、層間接続部60を構成する導電性ペーストであるが、便宜上、層間接続部60と同じ符号を付与している。
Here, based on FIG. 5, the manufacturing method of the above-described
上述の熱可塑性樹脂フィルム201〜211を用いて半導体装置10を製造(成型)する際には、PALAPとして知られる一括熱プレスにて製造することができる。従って、半導体装置10の基本的な構成や製造方法は、特に断りのない限り、本出願人がこれまで出願してきたPALAPに関する構成を適宜採用することができる。よって、半導体装置10を一括で製造(成型)できるため、工数の低減にもつながり、なおかつ絶縁基材20が可撓性を有するという条件も満たすことが可能となる。なお、PALAPは株式会社デンソーの登録商標である。
When the
先ず、積層体を加圧・加熱して半導体装置10を形成すべく、積層体を構成する要素を準備する。なお、積層体とは、後ほど説明する加圧・加熱工程前の状態であり、半導体装置10を構成する熱可塑性樹脂フィルム201〜211,20a、半導体チップ30、端子41〜45を積層した状態のものである。
First, in order to form the
この準備工程では、上記PALAPとして知られる一括積層法で周知のごとく、一括積層する前に、絶縁基材20を構成する熱可塑性樹脂フィルム201〜211に対して、導体パターン50(例えば、Cu箔)を形成したり、焼結により層間接続部60となる導電性ペースト60(例えば、Ag−Sn合金)をビアホールに充填したりしておく。また、半導体チップ30の厚みに応じた枚数(ここではの1枚)の熱可塑性樹脂フィルム(ここでは、熱可塑性樹脂フィルム207)は、半導体チップ30の外形に応じた貫通孔2071(空洞部)を形成しておく。つまり、半導体チップの外形に応じて型抜きしておく。換言すると、半導体チップ30の外形に応じて切断(除去)しておく。この貫通孔2071は、熱可塑性樹脂フィルムに対して、パンチやドリルなどによる機械的加工、又はレーザ光の照射により形成することができる。この貫通孔2071は、半導体チップ30を収容するためのものである。
In this preparation step, as is well known by the batch lamination method known as PALAP, the conductor pattern 50 (for example, Cu foil) is applied to the
また、端子41〜45(例えば、Cuからなる金属片)の厚みに応じた枚数の熱可塑性樹脂フィルム(ここでは、端子43〜45に対応する熱可塑性樹脂フィルム202と、端子41に対応する熱可塑性樹脂フィルム204,205と、端子42に対応する熱可塑性樹脂フィルム209,210)は、端子41〜45における絶縁基材20の内部に配置されている部分の外形に応じた切取部である端子配置部2021,2041、2051、2091,2101を有する。つまり、端子41〜45における絶縁基材20の内部に配置されている部分の外形に応じて型抜きしておく。換言すると、端子41〜45における絶縁基材20の内部に配置されている部分の外形に応じて切断(除去)しておく。この端子配置部2021,2041、2051、2091,2101は、熱可塑性樹脂フィルムに対して、パンチやドリルなどによる機械的加工、又はレーザ光の照射により形成することができる。なお、この端子配置部2021,2041、2051、2091,2101は、端子41〜45を収容するためのものである。
In addition, the number of thermoplastic resin films (here, the
また、導体パターン50は、熱可塑性樹脂フィルムの表面に貼り付けた導体箔をパターニングすることで形成することができる。絶縁基材20を構成する複数枚の熱可塑性樹脂フィルムとしては、導体パターン50を有する熱可塑性樹脂フィルムを含めばよく、例えば全ての熱可塑性樹脂フィルムが導体パターン50を有する構成や、一部の熱可塑性樹脂フィルムが導体パターン50を有さない構成も採用することができる。なお、図5においては、熱可塑性樹脂フィルム206と2枚の熱可塑性樹脂フィルム20aにのみ導体パターン50が形成されている。
Moreover, the
また、導体パターン50を有する熱可塑性樹脂フィルムとしては、片面のみに導体パターン50を有する熱可塑性樹脂フィルム、積層方向における両面に導体パターン50を有する熱可塑性樹脂フィルムのいずれも採用することができる。
Moreover, as a thermoplastic resin film which has the
一方、層間接続部60を構成する導電性ペーストは、導電性粒子にエチルセルロース樹脂やアクリル樹脂などを保形性付与のため添加し、テルピネオールなどの有機溶剤を加えた状態で混練することで得ることができる。そして、炭酸ガスレーザなどにより、樹脂フィルムを貫通するビアホールを形成し、スクリーン印刷などによって、導電性ペーストをビアホール内に充填する。ビアホールは、上記導体パターン50を底面として形成しても良いし(例えば、熱可塑性樹脂フィルム206,20a)、導体パターン50の無い位置に、ビアホールを形成しても良い(例えば、熱可塑性樹脂フィルム203,208,206)。
On the other hand, the conductive paste constituting the
導体パターン50上にビアホールを形成する場合、導体パターン50が底となるため、ビアホール内に導電性ペースト60を留めることができる。一方、導体パターン50を有さない樹脂フィルム、又は、導体パターン50を有しながらも、導体パターン50の形成位置とは異なる位置にビアホールを形成する場合には、底のないビアホール内に導電性ペースト60を留めるために、本出願人による特願2008-296074号に記載の導電性ペースト60を用いる。また、この導電性ペースト60を充填する装置(方法)としては、本出願人による特願2009−75034号に記載の装置(方法)を採用すると良い。
When a via hole is formed on the
この導電性ペースト60は、導電性粒子に対し、導電性粒子の焼結温度よりも低い温度で分解又は揮発するとともに、該温度よりも低く、室温よりも高い温度で溶融状態となり、室温で固体状態となる低融点室温固体樹脂が添加されている。低融点室温固体樹脂としては、例えばパラフィンがある。これによれば、充填時には加温することで、低融点室温固体樹脂が溶融してペースト状となり、充填後の冷却において、低融点室温固体樹脂が固化することで導電性ペースト60も固まって、ビアホール内に保持することができる。なお、充填する際には、ビアホールの一端を平坦な部材にて塞いでおけば良い。
The
次に、積層体を形成する積層工程を実施する。この工程では、図5に示すように、貫通孔2071内に半導体チップ30を配置するとともに、端子配置部2021,2041、2051、2091,2101に端子41〜45を配置した状態で、上述のように準備した熱可塑性樹脂フィルム201〜211,20aを積層方向における一端側から積層して積層体とする。このとき、貫通孔2071内に配置された半導体チップ30のエミッタ電極32,コレクタ電極33,ゲート電極34,センサ用電極361,362と、導電性ペースト60とが対向する。また、端子41〜45における端子配置部2021,2041、2051、2091,2101に配置された一部(例えば、エミッタ用端子41の接続部412,コレクタ用端子42の接続部422)と、導電性ペースト60とが対向する。また、エミッタ用端子41の開口部413内には、熱可塑性樹脂フィルム20aが配置される。
Next, a stacking process for forming a stacked body is performed. In this step, as shown in FIG. 5, the
次いで、真空熱プレス機を用いて積層体を加熱しつつ、積層方向上下から加圧する加圧・加熱工程を実施する。つまり、積層体における熱可塑性樹脂フィルム201〜211,20aを加熱しつつ、積層方向上下から加圧する加圧・加熱工程を実施する。この工程では、熱可塑性樹脂を軟化させて複数枚の熱可塑性樹脂フィルム201〜211,20aを一括で一体化しつつ、導電性ペースト60中の導電性粒子を焼結体として、該焼結体と導体パターン50を有した配線部を形成するとともに導電性ペースト60と半導体チップ30の電極とを電気的に接続する。また、端子41〜45における端子配置部2021,2041、2051、2091,2101に配置された一部と、導電性ペースト60とを電気的に接続する。
Next, a pressurizing / heating process is performed in which the laminate is heated from above and below while heating the laminate using a vacuum hot press. That is, a pressurizing / heating process is performed in which the
なお、この加圧・加熱工程では、樹脂フィルムを一括で一体化して絶縁基材20とするとともに、導電性ペースト60中の導電性粒子を焼結体とするために、樹脂フィルムを構成する熱可塑性樹脂のガラス転移点以上融点以下の温度、数MPaの圧力を所定時間保持する。本実施形態では、280℃〜330℃のプレス温度、4〜5MPaの圧力を5分以上(例えば10分)保持する。
In this pressurizing / heating step, the resin films are integrated together to form the insulating
ここで、加圧・加熱工程における、熱可塑性樹脂フィルム部分の接続について説明する。積層された熱可塑性樹脂フィルム201〜211,20aは、上記加熱により軟化する。このとき、圧力を受けているため、軟化した熱可塑性樹脂フィルム201〜211,20aは、隣接する熱可塑性樹脂フィルム201〜211,20aに密着する。これにより、複数の熱可塑性樹脂フィルムが一括で一体化し、絶縁基材20が形成される。
Here, the connection of the thermoplastic resin film part in a pressurization and a heating process is demonstrated. The laminated
また、端子41〜45における切取部に配置された部位に隣り合う熱可塑性樹脂フィルムは、加熱により軟化するとともに圧力を受けて流動し、端子41〜45における切取部に配置された部位であって、層間接続部60が接続されている部位を除く表面全体に密着する。つまり、加圧・加熱工程前においては、端子41〜45における端子配置部2021,2041、2051、2091,2101に配置された部位と熱可塑性樹脂フィルムとの間は隙間がある。しかしながら、この隙間は、加圧・加熱工程後には熱可塑性樹脂フィルム(熱可塑性樹脂)によって埋められる。このようにして、端子41〜45と層間接続部60(配線部)との接続部など、端子41〜45における端子配置部2021,2041、2051、2091,2101に配置された部位を熱可塑性樹脂フィルム(熱可塑性樹脂)にて封止することができ、接続信頼性を向上させることができる。
Moreover, the thermoplastic resin film adjacent to the site | part arrange | positioned at the cut-out part in the terminals 41-45 is a site | part arrange | positioned at the cut-out part in the terminals 41-45, receiving the pressure while flowing softened by heating. , It adheres to the entire surface except the part where the
半導体チップ30に関しても同様である。つまり、貫通孔2071内に配置された半導体チップ30に隣り合う熱可塑性樹脂フィルムは、加熱により軟化するとともに圧力を受けて流動し、半導体チップ30における層間接続部60が接続されている部位を除く表面全体に密着する。つまり、加圧・加熱工程前においては、半導体チップ30と熱可塑性樹脂フィルムとの間は隙間がある。しかしながら、この隙間は、加圧・加熱工程後には熱可塑性樹脂フィルム(熱可塑性樹脂)によって埋められる。このようにして、半導体チップ30を熱可塑性樹脂フィルム(熱可塑性樹脂)にて封止することができる。
The same applies to the
次に、加圧・加熱工程において、端子41〜45、導体パターン50、層間接続部60の接続について説明する。上記加熱により、導電性ペースト60中のSn(融点232℃)が溶融し、同じく導電性ペースト60中のAg粒子に拡散して、Ag−Sn合金(融点480℃)を形成する。また、導電性ペースト60に圧力が加えられているため、焼結により一体化した合金からなる層間接続部60がビアホール内に形成される。
Next, connection of the
さらに、溶融したSnは、導体パターン50を構成するCuとも相互拡散する。これにより、層間接続部60と導体パターン50の界面に金属拡散層(Cu−Sn合金層)が形成される。また、溶融したSnは、端子41〜45を構成するCuとも相互拡散する。これにより、層間接続部60と端子41〜45との界面に金属拡散層(Cu−Sn合金層)が形成される。また、溶融したSnは、電極32〜34,361,362を構成するNiとも相互拡散する、これにより、層間接続部60と電極32〜34,361,362との界面に金属拡散層(Ni−Sn合金層)が形成される。
Further, the melted Sn also interdiffuses with Cu constituting the
次に、上記実施形態に示した半導体装置10における特徴部分の効果について説明する。上述のように、小電流用電極であるゲート電極34、センサ用電極361,362を囲うように大電流用電極であるエミッタ電極32を設ける。さらに、このゲート電極34、センサ用電極361,362に電気的に接続された小電流用配線部として、積層配置された導体パターン50、端子43〜45、及び層間接続部60を含むことによって、積層方向、及び直交方向に小電流用配線部を引き回すことができる。
Next, the effect of the characteristic part in the
これによって、大電流用電極であるエミッタ電極32、コレクタ電極33に対向して大電流用配線部(層間接続部60、エミッタ用端子41、コレクタ用端子42)を設けた場合であっても、半導体チップ30内で小電流用配線部を引き回すよりも、小電流用配線の引き回し自由度を向上することができる。
Thus, even when the large current wiring portion (
なお、従来技術のように、半導体チップ30に設けられた小電流用電極と半導体チップ30の外周部に設けられたパッドとを導通するために、半導体チップ30内で小電流用配線部を引き回す場合、小電流用配線部を避けるようにエミッタ電極32を設ける必要がある。つまり、エミッタ電極32を環状に設けることができない。これに対して、本実施の形態においては、小電流用配線の引き回し自由度を向上することができるので、小電流用配線を半導体チップ30内で引き回す必要がない。したがって、図2(a)に示すように、エミッタ電極32を環状に設けることができる。よって、従来技術に比べて、通電領域を拡大することができる。
As in the prior art, the small current wiring portion is routed in the
また、本実施の形態においては、半導体チップ30の温度に応じた信号を出力するものであり、半導体チップ30の表面の中央部に配置された温度センサ35を備え、小電流用電極は、温度センサ35のセンサ用電極361,362を含む例を採用している。上述のように、この温度センサ35のセンサ用電極361,362に電気的に接続された小電流用配線部(センサ用端子43,44、柱状部5060(導体パターン50、及び層間接続部60))に関しても、積層方向及び直交方向に引き回すことができる。よって、温度センサ35を半導体チップ30の表面の中央部に配置しやすくなる。このように、半導体チップ30の温度に応じた信号を出力するものであり、小電流用電極としてのセンサ用電極361,362を有した温度センサ35を半導体チップ30の表面の中央部に配置することによって、半導体チップ30における最も温度が高くなる部位の温度を計測することができるので好ましい。なお、温度センサ35を有さない半導体装置や温度センサ35が半導体チップ30の表面の中央部に配置されない半導体装置であっても、本発明の目的は達成できるものである。
In the present embodiment, a signal corresponding to the temperature of the
また、本実施の形態においては、IGBTは、複数のトランジスタ構造部を含むものであり、小電流用電極は、複数のトランジスタ構造部における各ゲートに電気的に接続され、半導体チップ30の表面の中央部に配置されたゲート電極34を含む例を採用している。上述のように、このゲート電極34に電気的に接続された小電流用配線部(ゲート用端子45、柱状部5060(導体パターン50、及び層間接続部60))に関しても、積層方向及び直交方向に引き回すことができる。よって、小電流用電極としてのゲート電極34を半導体チップ30の表面の中央部に配置しやすくなる。このように、ゲート電極34を半導体チップ30の表面の中央部に配置することによって、ゲート電極34と各トランジスタ構造部のゲートとの距離の差を最小にすることができる。従って、各トランジスタ構造部に対するゲート信号の伝達時間のバラツキを抑制することができ、各トランジスタ構造部を均一に動作しやすくすることができるので好ましい。なお、ゲート電極34が半導体チップ30の表面の中央部に配置されていない半導体装置であっても、本発明の目的は達成できるものである。
In the present embodiment, the IGBT includes a plurality of transistor structures, and the small current electrodes are electrically connected to the gates of the plurality of transistor structures, and are formed on the surface of the
また、本実施の形態においては、小電流用配線部は、導体パターン50と層間接続部60とを含んで、積層方向に沿って延びる柱状部5060を有し、小電流用電極が設けられた側の大電流用配線部(エミッタ用端子41)は、積層方向に貫通して(開口部413を有して)、柱状部5060を囲うように設ける例を採用している。これによって、小電流用配線部は、大電流用配線部の貫通した部位を通って積層方向に引き回すことができるので、小電流用配線部の引き回し自由度をより一層向上することができる。なお、この柱状部5060や、開口部413を有するエミッタ端子41を備えていない半導体装置であっても、本発明の目的は達成できるものである。
In the present embodiment, the small current wiring portion includes the
また、小電流用配線部及び大電流用配線部は、導体層と層間接続部とを含むことによって、絶縁基材20のどの方向からも(つまり、絶縁基材20における積層方向に直交する両表面、積層方向に沿う側面のどの方向からも)外部に取り出すことができる。
In addition, the small current wiring portion and the large current wiring portion include the conductor layer and the interlayer connection portion, so that both directions perpendicular to the stacking direction of the insulating
また、本実施形態に係る半導体装置10では、絶縁基材20が少なくとも熱可塑性樹脂を含み、この絶縁基材20の熱可塑性樹脂によって半導体チップ30が封止されている。このような半導体装置10は、上記したように、PALAPとして知られる一括積層法にて形成することができる。したがって、半導体装置10の製造工程を簡素化することができる。
In the
さらに、上述のようにすることによって、半導体チップ30における積層方向に直交する表面には、ゲート電極34、センサ用電極361,362が設けられるものの、このゲート電極34、センサ用電極361,362に接続される小電流用配線部を設ける必要はない。このように半導体チップ30上の配線(つまり、半導体チップ30における積層方向に直交する表面における小電流用配線部)を省略することができるので、半導体チップ上の無効領域を低減することができる。
Further, as described above, the
(変形例1)
なお、上述の実施の形態においては、エミッタ電極32とエミッタ用端子41の接続部412とを接続する層間接続部60は、直交方向に沿う平面の形状がエミッタ電極32と同様であり、平面の面積もエミッタ電極32と同じである例を採用した。同様に、コレクタ電極33とコレクタ用端子42の接続部422とを接続する層間接続部60は、直交方向に沿う平面の形状がコレクタ電極33と同様であり、平面の面積もコレクタ電極33と同じである例を採用した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。
(Modification 1)
In the above-described embodiment, the
図7(a),(b)に示すように、変形例1における半導体装置11においては、エミッタ電極32とエミッタ用端子41の接続部412とを接続する層間接続部60は、直交方向に沿う平面の形状、及び平面の面積がエミッタ電極32と異なるものを採用する。同様に、コレクタ電極33とコレクタ用端子42の接続部412とを接続する層間接続部60は、直交方向に沿う平面の形状、及び平面の面積がコレクタ電極33と異なるものを採用する。
As shown in FIGS. 7A and 7B, in the
つまり、図7(a),(b)に示すように、エミッタ電極32とエミッタ用端子41の接続部412とは、直交方向に沿う平面の形状、及び平面の面積がエミッタ電極32と異なる複数の層間接続部60で接続されるようにしてもよい。また、コレクタ電極33とコレクタ用端子42の接続部422とは、直交方向に沿う平面の形状、及び平面の面積がコレクタ電極33と異なる複数の層間接続部60で接続されるようにしてもよい。
That is, as shown in FIGS. 7A and 7B, the
また、図7(a),(b)においては、エミッタ用端子41は、柱状部5060を通すための開口部413を備える例を採用しているが、開口部413を有さないエミッタ用端子41であっても採用することができる。例えば、エミッタ電極32とエミッタ用端子41とを、複数層の導体パターン50及び層間接続部60で接続する。そして、積層方向におけるエミッタ電極32とエミッタ用端子41との間であり、且つ、エミッタ電極32とエミッタ用端子41と接続する導体パターン50・層間接続部60間に、小電流用配線部を設ける。
7A and 7B, the
なお、図7(a)は、上述の実施の形態における図3に相当するものであり、図7(b)は、上述の実施の形態における図4に相当するものである。また、変形例1における半導体装置11は、上記層間接続部60以外に関しては上述の実施の形態における半導体装置10と同様である。
7A corresponds to FIG. 3 in the above-described embodiment, and FIG. 7B corresponds to FIG. 4 in the above-described embodiment. Further, the
(変形例2)
なお、上述の実施の形態においては、金属片からなる端子41〜45を採用したが、本発明はこれに限定されるものではない。
(Modification 2)
In addition, in the above-mentioned embodiment, although the terminals 41-45 which consist of metal pieces were employ | adopted, this invention is not limited to this.
図8,9に示すように、変形例2における半導体装置12においては、端子71〜74として、絶縁基材20の積層方向に直交する表面に設けられたはんだボールを採用する。
As shown in FIGS. 8 and 9, in the
変形例2においては、図8に示すように、エミッタ電極32に接続された大電流用配線部は、はんだボールからなるエミッタ用端子71と、半導体チップ30のエミッタ電極32に接続された層間接続部60と、この層間接続部60に接続された金属片71aと、この金属片71aとエミッタ用端子71とを接続する導体パターン50及び層間接続部60を含む。
In the second modification, as shown in FIG. 8, the large current wiring portion connected to the
金属片71aは、上述のエミッタ用端子41と同様に、Cu、Au、Ag、Al、又は、これら金属の少なくとも1種類を含む合金からなる平板上の金属片(金属プレート)であり、積層方向に沿う厚みが全体的に均一に設けられる。そして、層間接続部60を介してエミッタ電極32と接続する接続部と、この接続部から直交方向に延設された部位(上述の端子部に相当)が設けられている。また、接続部には、柱状部5060を囲うための開口部71a3が設けられている。ただし、金属片71aは、上述のエミッタ用端子41とは異なり、絶縁基材20の外部には露出しない。
Similarly to the
金属片71aとエミッタ用端子71とを接続する導体パターン50及び層間接続部60は、金属片71aにおける上記延設された部位とエミッタ用端子71とを接続するものである。ここでは、金属片71aとエミッタ用端子71とを接続する導体パターン50及び層間接続部60は、金属片71aにおける延設された部位の直交方向に沿う面に対向する領域であり、半導体チップ30の側壁(積層方向に沿う面)と絶縁基材20の側壁(積層方向に沿う面)との間の領域に配置される。
The
図8に示すように、熱可塑性樹脂フィルム206に設けられた層間接続部60は、一方の端部が金属片71aにおける上記延設された部位に接続され、他方の端部が熱可塑性樹脂フィルム206と熱可塑性樹脂フィルム207との間に配置された導体パターン50に接続される。なお、この熱可塑性樹脂フィルム206に設けられた層間接続部60は、金属片71aにおけるエミッタ電極32に接続された層間接続部60が接続された面と同一面に接続される。
As shown in FIG. 8, the
また、熱可塑性樹脂フィルム207に設けられた層間接続部60は、一方の端部が熱可塑性樹脂フィルム206と熱可塑性樹脂フィルム207との間に配置された導体パターン50に接続され、他方の端部が熱可塑性樹脂フィルム207と熱可塑性樹脂フィルム208との間に配置された導体パターン50に接続される。
Further, the
また、熱可塑性樹脂フィルム208に設けられた層間接続部60は、一方の端部が熱可塑性樹脂フィルム207と熱可塑性樹脂フィルム208との間に配置された導体パターン50に接続され、他方の端部が熱可塑性樹脂フィルム208と熱可塑性樹脂フィルム209との間に配置された導体パターン50に接続される。
Further, the
また、熱可塑性樹脂フィルム209に設けられた層間接続部60は、一方の端部が熱可塑性樹脂フィルム208と熱可塑性樹脂フィルム209との間に配置された導体パターン50に接続され、他方の端部が熱可塑性樹脂フィルム209と熱可塑性樹脂フィルム210との間に配置された導体パターン50に接続される。
Further, the
また、熱可塑性樹脂フィルム210に設けられた層間接続部60は、一方の端部が熱可塑性樹脂フィルム209と熱可塑性樹脂フィルム210との間に配置された導体パターン50に接続され、他方の端部が熱可塑性樹脂フィルム210と熱可塑性樹脂フィルム211との間に配置された導体パターン50に接続される。
Further, the
そして、熱可塑性樹脂フィルム211に設けられた層間接続部60は、一方の端部が熱可塑性樹脂フィルム210と熱可塑性樹脂フィルム211との間に配置された導体パターン50に接続され、他方の端部がエミッタ用端子71に接続される。
The
図8に示すように、各熱可塑性樹脂フィルム207〜211におけるエミッタ電極32とエミッタ用端子71とを接続する導体パターン50、層間接続部60、及びエミッタ用端子71は、熱可塑性樹脂フィルム206に設けられた各層間接続部60に対して積層方向に沿う同一直線上に設けられる。なお、金属片71aとエミッタ用端子71とを接続する5層の導体パターン50は、直交方向に沿う面の面積及び形状が金属片71aにおける延設された部位と同等であると好ましい。
As shown in FIG. 8, the
また、図8では、各熱可塑性樹脂フィルム206〜211に、エミッタ電極32とエミッタ用端子71とを接続するための層間接続部として、3つの層間接続部60が設けられている断面図を示している。しかしながら、各熱可塑性樹脂フィルム206〜211には、電流容量を確保するために、エミッタ電極32に接続された大電流用配線部として、3つだけではなく多数の層間接続部60が設けられるものである。よって、エミッタ用端子71に関しても、3つだけではなく多数設けられる。
FIG. 8 is a cross-sectional view in which three
つまり、熱可塑性樹脂フィルム206には、金属片71aにおける延設された部位の直交方向に沿う面の大きさに応じて、エミッタ電極32に接続された大電流用配線部としての多数の層間接続部60が設けられる。
That is, the
また、変形例2においては、図9に示すように、コレクタ電極33に接続された大電流用配線部は、はんだボールからなるコレクタ用端子72と、半導体チップ30のコレクタ電極33に接続された層間接続部60と、この層間接続部60に接続された金属片72aと、この金属片72aとコレクタ用端子72とを接続する層間接続部60を含む。
In the second modification, as shown in FIG. 9, the large current wiring portion connected to the
金属片72aは、上述のコレクタ用端子42と同様に、Cu、Au、Ag、Al、又は、これら金属の少なくとも1種類を含む合金からなる平板上の金属片(金属プレート)であり、積層方向に沿う厚みが全体的に均一に設けられる。そして、層間接続部60を介してコレクタ電極33と接続する接続部と、この接続部から直交方向に延設された部位(上述の端子部に相当)が設けられている。ただし、金属片72aは、上述のコレクタ用端子42とは異なり、絶縁基材20の外部には露出しない。
Similarly to the
金属片72aとコレクタ用端子72とを接続する層間接続部60は、金属片72aにおける上記接続部及び延設された部位とコレクタ用端子72とを接続するものである。つまり、熱可塑性樹脂フィルム211に設けられた層間接続部60は、一方の端部が金属片72aにおける上記接続部及び延設された部位に接続され、他方の端部がコレクタ用端子72に接続される。また、ここでは、金属片72aとコレクタ用端子72とを接続する層間接続部60は、金属片72aの直交方向に沿う面に対向する領域に配置される。なお、この金属片72aとコレクタ用端子72とを接続する層間接続部60は、金属片72aにおけるコレクタ電極33に接続された層間接続部60が接続された面の反対面に接続される。
The
また、図9では、熱可塑性樹脂フィルム211に、コレクタ電極33とコレクタ用端子72とを接続するための層間接続部として、11個の層間接続部60が設けられている断面図を示している。しかしながら、熱可塑性樹脂フィルム211には、電流容量を確保するために、コレクタ電極33に接続された大電流用配線部として、11個だけではなく多数の層間接続部60が設けられるものである。よって、コレクタ用端子72に関しても、11個だけではなく多数設けられる。
FIG. 9 shows a cross-sectional view in which eleven
つまり、熱可塑性樹脂フィルム211には、金属片72aにおける接続部及び延設された部位の直交方向に沿う面の大きさに応じて、多数の層間接続部60が設けられる。そして、エミッタ端子71は、熱可塑性樹脂フィルム211に設けられた各層間接続部60に対して積層方向に沿う同一直線上に設けられる。
That is, the
また、変形例2においては、図8に示すように、センサ用電極361に接続された小電流用配線部は、はんだボールからなるセンサ用端子73と、半導体チップ30のセンサ用電極361に接続された柱状部5060と、この柱状部5060に接続された金属片73aと、この金属片73aとセンサ用端子73とを接続する導体パターン50及び層間接続部60を含む。なお、センサ用電極362に接続された小電流用配線部に関しても同様であるため詳しい説明及び図示を省略する。また、図9に示すように、ゲート電極34に接続された小電流用配線部に関しても同様であるため詳しい説明を省略する。ただし、ゲート電極34に接続された小電流用配線部に関しては、金属片73aのかわりに金属片74a、センサ用端子73のかわりにゲート用端子74を用いる。
In the second modification, as shown in FIG. 8, the small current wiring portion connected to the
金属片73aは、上述のセンサ用端子43と同様に、Cu、Au、Ag、Al、又は、これら金属の少なくとも1種類を含む合金からなる平板上の金属片(金属プレート)であり、積層方向に沿う厚みが全体的に均一に設けられる。ただし、金属片73aは、上述のセンサ用端子43とは異なり、絶縁基材20の外部には露出しない。また、金属片73aの直交方向における一方の端部には、熱可塑性樹脂フィルム203に設けられた層間接続部60のうち、柱状部5060を構成する層間接続部60が接続される。一方、金属片73aの直交方向における他方の端部には、熱可塑性樹脂フィルム203に設けられた層間接続部60のうち、金属片73aとセンサ用端子73とを接続する層間接続部60が接続される。
Similarly to the
金属片73aとセンサ用端子73とを接続する導体パターン50及び層間接続部60は、金属片73aにおける一部とセンサ用端子73とを接続するものである。ここでは、金属片73aとセンサ用端子73とを接続する導体パターン50及び層間接続部60は、金属片73aにおける端部(上述の反対側の端部)の直交方向に沿う面に対向する領域であり、半導体チップ30の側壁(積層方向に沿う面)と絶縁基材20の側壁(積層方向に沿う面)との間の領域に配置される。
The
図8に示すように、熱可塑性樹脂フィルム203に設けられた層間接続部60は、一方の端部が金属片73aにおける一部に接続され、他方の端部が熱可塑性樹脂フィルム203と熱可塑性樹脂フィルム204との間に配置された導体パターン50に接続される。なお、この熱可塑性樹脂フィルム203に設けられた層間接続部60は、金属片73aにおける柱状部5060を構成する層間接続部60が接続された面と同一面に接続される。
As shown in FIG. 8, the
また、熱可塑性樹脂フィルム204に設けられた層間接続部60は、一方の端部が熱可塑性樹脂フィルム203と熱可塑性樹脂フィルム204との間に配置された導体パターン50に接続され、他方の端部が熱可塑性樹脂フィルム204と熱可塑性樹脂フィルム205との間に配置された導体パターン50に接続される。
Moreover, the
また、熱可塑性樹脂フィルム205に設けられた層間接続部60は、一方の端部が熱可塑性樹脂フィルム204と熱可塑性樹脂フィルム205との間に配置された導体パターン50に接続され、他方の端部が熱可塑性樹脂フィルム205と熱可塑性樹脂フィルム206との間に配置された導体パターン50に接続される。
Further, the
また、熱可塑性樹脂フィルム206に設けられた層間接続部60は、一方の端部が熱可塑性樹脂フィルム205と熱可塑性樹脂フィルム206との間に配置された導体パターン50に接続され、他方の端部が熱可塑性樹脂フィルム206と熱可塑性樹脂フィルム207との間に配置された導体パターン50に接続される。
Further, the
また、熱可塑性樹脂フィルム207に設けられた層間接続部60は、一方の端部が熱可塑性樹脂フィルム206と熱可塑性樹脂フィルム207との間に配置された導体パターン50に接続され、他方の端部が熱可塑性樹脂フィルム207と熱可塑性樹脂フィルム208との間に配置された導体パターン50に接続される。
Further, the
また、熱可塑性樹脂フィルム208に設けられた層間接続部60は、一方の端部が熱可塑性樹脂フィルム207と熱可塑性樹脂フィルム208との間に配置された導体パターン50に接続され、他方の端部が熱可塑性樹脂フィルム208と熱可塑性樹脂フィルム209との間に配置された導体パターン50に接続される。
Further, the
また、熱可塑性樹脂フィルム209に設けられた層間接続部60は、一方の端部が熱可塑性樹脂フィルム208と熱可塑性樹脂フィルム209との間に配置された導体パターン50に接続され、他方の端部が熱可塑性樹脂フィルム209と熱可塑性樹脂フィルム210との間に配置された導体パターン50に接続される。
Further, the
また、熱可塑性樹脂フィルム210に設けられた層間接続部60は、一方の端部が熱可塑性樹脂フィルム209と熱可塑性樹脂フィルム210との間に配置された導体パターン50に接続され、他方の端部が熱可塑性樹脂フィルム210と熱可塑性樹脂フィルム211との間に配置された導体パターン50に接続される。
Further, the
そして、熱可塑性樹脂フィルム211に設けられた層間接続部60は、一方の端部が熱可塑性樹脂フィルム210と熱可塑性樹脂フィルム211との間に配置された導体パターン50に接続され、他方の端部がセンサ用端子73に接続される。
The
図8に示すように、各熱可塑性樹脂フィルム204〜211の層間接続部60、及びセンサ用端子73は、熱可塑性樹脂フィルム203に設けられた各層間接続部60に対して積層方向に沿う同一直線上に設けられる。
As shown in FIG. 8, the
このようにすることによって、絶縁基材20の側壁から端子が突出していないため、多数の半導体装置12を一体的に一括で形成して、各半導体装置12に分割することができるので好ましい。つまり、多数の半導体装置12が形成された大盤の基板から、半導体装置12を多数固取りすることができるので好ましい。
By doing in this way, since the terminal does not protrude from the side wall of the insulating
なお、図8では、各熱可塑性樹脂フィルム203〜211に、1つの層間接続部60が設けられている断面図を示している。しかしながら、各熱可塑性樹脂フィルム203〜211には、センサ用電極361に接続された小電流用配線部として、1つだけではなく複数の層間接続部60が設けられるようにしてもよい。よって、センサ用端子73に関しても、1つだけではなく複数設けられるようにしてもよい。
In addition, in FIG. 8, sectional drawing with which the one
つまり、熱可塑性樹脂フィルム203には、金属片73aにおける端部の直交方向に沿う面の大きさに応じて、複数の層間接続部60が設けられるようにしてもよい。そして、各熱可塑性樹脂フィルム204〜211の層間接続部60、及びセンサ用端子73は、熱可塑性樹脂フィルム203に設けられた各層間接続部60に対して積層方向に沿う同一直線上に設けられるようにしてもよい。
That is, the
なお、図8は、上述の実施の形態における図3に相当するものであり、図9は、上述の実施の形態における図4に相当するものである。また、変形例2における半導体装置12は、小電流用配線部、大電流用配線部以外に関しては上述の実施の形態における半導体装置10と同様である。また、変形例2においても、変形例1と同様に、エミッタ電極32と金属片71a、及びコレクタ電極33と金属片72aは、複数の層間接続部60で接続されるようにしてもよい。
8 corresponds to FIG. 3 in the above-described embodiment, and FIG. 9 corresponds to FIG. 4 in the above-described embodiment. In addition, the
なお、変形例2における金属片71aとエミッタ用端子71とを接続する導体パターン50及び層間接続部60の一部のかわりに金属片を用いてもよい。この金属片としては、例えば、延設された部位と対向する面の面積が延設された部位の面積と同等で、円柱形状や四角柱形状を有する金属片などを採用することができる。また、この金属片の積層方向の長さは、複数の導体パターン50及び層間接続部60を足した程度とすることができる。
A metal piece may be used in place of the
同様に、金属片73aとセンサ用端子73とを接続する導体パターン50及び層間接続部60の一部のかわりに金属片を用いてもよい。同様に、金属片74aとゲート用端子74とを接続する導体パターン50及び層間接続部60の一部のかわりに金属片を用いてもよい。
Similarly, a metal piece may be used in place of the
また、金属片72aとコレクタ用端子72とは、1層の熱可塑性樹脂フィルム211に設けられた層間接続部60によって接続する例を採用したが、金属片71aとエミッタ用端子71とを接続する導体パターン50及び層間接続部60のように、複数層の導体パターン50と層間接続部60によって接続するようにしてもよい。なお、この場合においても、金属片72aとコレクタ用端子72とを接続する導体パターン50及び層間接続部60の一部のかわりに金属片を用いてもよい。
Moreover, although the example which connects the
(変形例3)
なお、上述の変形例2においては、はんだボールからなる端子71〜74を採用したが、本発明はこれに限定されるものではない。
(Modification 3)
In the second modification described above, the
図10,11に示すように、変形例3における半導体装置13においては、端子として、絶縁基材20の積層方向に直交する表面から突出するように設けられたCu、Au、Ag、Al、又は、これら金属の少なくとも1種類を含む合金からなる金属片からなる端子711〜741を採用する。
As shown in FIGS. 10 and 11, in the
変形例3においては、図10に示すように、エミッタ電極32に接続された大電流用配線部は、金属片からなるエミッタ用端子711と、半導体チップ30のエミッタ電極32に接続された層間接続部60と、この層間接続部60に接続された金属片711aと、この金属片711aとエミッタ用端子711とを接続する層間接続部60を含む。
In the third modification, as shown in FIG. 10, the large current wiring portion connected to the
金属片711aは、変形例2における金属片71aと同様であるため説明は省略する。ただし、金属片11aにおいては、柱状部5060を囲うための開口部に符号711a3を付与している。一方、エミッタ用端子711として用いられる金属片は、例えば、延設された部位と対向する面の面積が延設された部位の面積と同等で、円柱形状や四角柱形状を有するものである。そして、このエミッタ用端子711として用いられる金属片は、一部が絶縁基材20内に配置され、その他の部位が絶縁基材20の外部に突出して設けられる。また、金属片711aとエミッタ用端子711とは、熱可塑性樹脂フィルム206に設けられた層間接続部60によって接続される。なお、この熱可塑性樹脂フィルム206に設けられた層間接続部60は、金属片711aにおけるエミッタ電極32に接続された層間接続部60が接続された面と同一面に接続される。
Since the
なお、金属片711aとエミッタ用端子711とを接続する層間接続部60は、電流容量を確保するために、エミッタ電極32に接続された大電流用配線部として、3つだけではなく多数設けられるものである。つまり、金属片711aとエミッタ用端子711とを接続する層間接続部60は、金属片711aにおける延設された部位の直交方向に沿う面の大きさに応じて多数設けられる。
It should be noted that a large number of
また、変形例3においては、図11に示すように、コレクタ電極33に接続された大電流用配線部は、金属片からなるコレクタ用端子721と、半導体チップ30のコレクタ電極33に接続された層間接続部60と、この層間接続部60に接続された金属片721aと、この金属片721aとコレクタ用端子721とを接続する層間接続部60を含む。
Further, in
金属片721aは、変形例2における金属片72aと同様であるため説明は省略する。また、コレクタ用端子721として用いられる金属片は、上述のエミッタ用端子711と同様であるため説明は省略する。このコレクタ用端子721として用いられる金属片は、一部が絶縁基材20内に配置され、その他の部位が絶縁基材20の外部に突出して設けられる。また、金属片721aとコレクタ用端子721とは、熱可塑性樹脂フィルム211に設けられた層間接続部60によって接続される。なお、この熱可塑性樹脂フィルム211に設けられた層間接続部60は、金属片721aにおけるコレクタ電極33に接続された層間接続部60が接続された面の反対面に接続される。
Since the
なお、金属片721aとコレクタ用端子721とを接続する層間接続部60は、電流容量を確保するために、コレクタ電極32に接続された大電流用配線部として、3つだけではなく多数設けられるものである。つまり、金属片721aとコレクタ用端子721とを接続する層間接続部60は、金属片721aにおける延設された部位の直交方向に沿う面の大きさに応じて多数設けられる。
It should be noted that a large number of
また、変形例3においては、コレクタ用端子721を支持するために、上述の実施の形態や変形例1,2などよりも熱可塑性樹脂フィルムを1枚増やしている。従って、半導体装置13は、絶縁基材20として熱可塑性樹脂フィルム201〜212を有している。
Further, in the third modification, in order to support the
また、変形例3においては、図10に示すように、センサ用電極361に接続された小電流用配線部は、金属片からなるセンサ用端子731と、半導体チップ30のセンサ用電極361に接続された柱状部5060と、この柱状部5060に接続された金属片731aと、この金属片731aとセンサ用端子731とを接続する導体パターン50及び層間接続部60を含む。
Further, in the third modification, as shown in FIG. 10, the small current wiring portion connected to the
金属片731aは、変形例2における金属片73aと同様であるため説明は省略する。一方、センサ用端子731として用いられる金属片は、例えば、円柱形状や四角柱形状を有するものである。そして、このセンサ用端子731として用いられる金属片は、一部が絶縁基材20内に配置され、その他の部位が絶縁基材20の外部に突出して設けられる。また、金属片731aとセンサ用端子731とは、3層の導体パターン50及び熱可塑性樹脂フィルム203〜206に設けられた層間接続部60によって接続される。なお、この熱可塑性樹脂フィルム203に設けられた層間接続部60は、金属片731aにおける柱状部5060が接続された面と同一面に接続される。
Since the
なお、センサ用電極362に接続された小電流用配線部に関しても同様であるため詳しい説明及び図示を省略する。また、図11に示すように、ゲート電極34に接続された小電流用配線部に関しても同様であるため詳しい説明を省略する。ただし、ゲート電極34に接続された小電流用配線部に関しては、金属片731aのかわりに金属片741a、センサ用端子731のかわりにゲート用端子741を用いる。
Since the same applies to the small current wiring portion connected to the
また、大電流用配線部として用いられるエミッタ用端子711,コレクタ用端子721は、電流容量を確保するために、小電流用配線部として用いられるセンサ用端子731,ゲート用端子741よりも十分太い(体積が大きい)金属片が用いられる。同様に、大電流用配線部として用いられる金属片711a,721aは、電流容量を確保するために、小電流用配線部として用いられる金属片731a,741aよりも十分厚い(体積が大きい)金属片が用いられる。
In addition, the
なお、図10は、上述の実施の形態における図3に相当するものであり、図11は、上述の実施の形態における図4に相当するものである。また、変形例3における半導体装置13は、小電流用配線部、大電流用配線部以外に関しては上述の変形例2における半導体装置12と同様である。また、変形例3においても、変形例1と同様に、エミッタ電極32と金属片711a、及びコレクタ電極33と金属片721aは、複数の層間接続部60で接続されるようにしてもよい。
Note that FIG. 10 corresponds to FIG. 3 in the above-described embodiment, and FIG. 11 corresponds to FIG. 4 in the above-described embodiment. The
(変形例4)
なお、上述の変形例2においては、大電流用配線部の一部であるエミッタ用端子71及びコレクタ用端子72と、小電流用配線部の一部であるセンサ用端子73及びゲート用端子74とを絶縁基材20の同一面から外部に突出するように設ける例を採用した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。
(Modification 4)
In the second modification described above, the
図12に示すように、変形例4における半導体装置14においては、大電流用配線部の一部であるエミッタ用端子71及びコレクタ用端子72と、小電流用配線部の一部であるセンサ用端子73とを絶縁基材20の異なる面から外部に突出するように設ける。また、図12においては図示されていないが、センサ用電極362に接続された端子及びゲート用端子74も同様に、大電流用配線部の一部であるエミッタ用端子71及びコレクタ用端子72とは異なる面から突出する。なお、図12は、上述の実施の形態における図3に相当するものである。
As shown in FIG. 12, in the
また、変形例4における半導体装置14は、小電流用配線部の一部である端子(例えば、端子73)の突出方向以外に関しては上述の変形例2における半導体装置12と同様である。また、変形例4においても、変形例1と同様に、エミッタ電極32と金属片71a、及びコレクタ電極33と金属片72aは、複数の層間接続部60で接続されるようにしてもよい。
The
(変形例5)
なお、上述の変形例3においては、大電流用配線部の一部であるエミッタ用端子711及びコレクタ用端子721と、小電流用配線部の一部であるセンサ用端子73及びゲート用端子74とを絶縁基材20の同一面から外部に突出するように設ける例を採用した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。
(Modification 5)
In the third modification described above, the
図13に示すように、変形例5における半導体装置15においては、大電流用配線部の一部であるエミッタ用端子711及びコレクタ用端子721(エミッタ用端子711に隠れている)と、小電流用配線部の一部であるセンサ用端子731とを絶縁基材20の異なる面から外部に突出するように設ける。また、図13においては図示されていないが、センサ用電極362に接続された端子及びゲート用端子741も同様に、大電流用配線部の一部であるエミッタ用端子711及びコレクタ用端子721とは異なる面から突出する。なお、図13は、上述の実施の形態における図3に相当するものである。
As shown in FIG. 13, in the
また、変形例5における半導体装置15は、小電流用配線部の一部である端子(例えば、端子731)の突出方向以外に関しては上述の変形例3における半導体装置13と同様である。また、変形例5においても、変形例1と同様に、エミッタ電極32と金属片711a、及びコレクタ電極33と金属片721aは、複数の層間接続部60で接続されるようにしてもよい。
Further, the
(変形例6)
また、上述の実施の形態、変形例1〜5においては、絶縁基材20の内部に1つの半導体チップ30を埋設、すなわち内蔵する半導体装置10〜15を採用したが、本発明はこれに限定されるものではない。
(Modification 6)
Moreover, in the above-mentioned embodiment and the modifications 1-5, although the semiconductor device 10-15 which embedded one
図14に示すように、変形例6における半導体装置16においては、絶縁基材20の内部に複数の半導体チップ30(ここでは、2つの半導体チップ30)を埋設、すなわち内蔵する。半導体装置16は、所謂2in1Package構造を有するシステム・イン・パッケージ(SiP)である。つまり、半導体装置16は、インバータ回路のU相アーム、V相アーム、W相アームのいずれかをなすものである。なお、半導体装置16においては、図15に示すように、各半導体チップ30は、直交方向に沿う同一の仮想平面上に、同一方向を向いて配置されている。つまり、各半導体チップ30のエミッタ電極32は、積層方向における同一方向を向いている。
As shown in FIG. 14, in the
そして、図14に示すように、半導体装置16は、小電流用配線部の一部として、各半導体チップ30のセンサ用電極361,362に接続されたセンサ用端子43,44、及び各半導体チップ30のゲート電極34に接続されたゲート用端子45を備える。なお、このセンサ用端子43,44、及びゲート用端子45は、上述の実施の形態におけるものと同様であるため説明は省略する。
As shown in FIG. 14, the
また、図14,15に示すように、半導体装置16は、大電流用配線部の一部として、エミッタ用端子41a、一方の半導体チップ30のエミッタ電極32とエミッタ用端子41aとを接続する層間接続部60、中点用端子46b、この半導体チップ30のコレクタ電極33と中点用端子46bとを接続する層間接続部60を備える。さらに、半導体装置16は、大電流用配線部の一部として、中点用接続部46a、他方の半導体チップ30のエミッタ電極32と中点用接続部46aとを接続する層間接続部60、中点用接続部46aと中点用端子46bとを接続する導体パターン50及び層間接続部60、コレクタ用端子42a、この半導体チップ30のコレクタ電極33とコレクタ用端子42aとを接続する層間接続部60を備える。
As shown in FIGS. 14 and 15, the
このエミッタ用端子41aは、図16(d)に示すように、端子部41a1、接続部41a2、開口部41a3を備えるものであり、上述の実施の形態におけるエミッタ用端子41と形状が多少異なるが、基本的な構成は略同じであるため説明は省略する。また、コレクタ用端子42aは、図16(a)に示すように、端子部42a1、接続部42a2を備えるものであり、上述の実施の形態におけるコレクタ用端子42と形状が多少異なるが、基本的な構成は略同じであるため説明は省略する。また、中点用端子46bは、図16(c)に示すように、端子部46b1、接続部46b2を備えるものであり、上述の実施の形態におけるコレクタ用端子42aと形状が多少異なるが、基本的な構成は略同じであるため説明は省略する。
As shown in FIG. 16D, the
中点用接続部46aは、Cu、Au、Ag、Al、又は、これら金属の少なくとも1種類を含む合金からなる平板上の金属片(金属プレート)であり、積層方向に沿う厚みが全体的に均一に設けられる。図16(b)に示すように、絶縁基材20中に配置された状態において、コレクタ電極33に対向して配置されるものであり、層間接続部60を介して半導体チップ30のコレクタ電極33と電気的に接続する部位である接続部46a1と、絶縁基材20中に配置された状態において、積層方向に貫通した開口部46a2が設けられている。この開口部46a2中には、絶縁基材20中に配置された状態において、柱状部5060(図示省略)が設けられる。
The
なお、接続部46a1は、直交方向に沿う平面の面積がコレクタ電極33における直交方向に沿う平面の面積よりも広い。よって、接続部46a1は、一部が層間接続部60を介してコレクタ電極33と接続している。
In addition, the area of the plane along the orthogonal direction of the connecting portion 46a1 is larger than the area of the plane along the orthogonal direction of the
また、中点用接続部46aは、一方の半導体チップ30と対向する領域から半導体チップ30間の領域まで延設されている。同様に、中点用端子46bは、他方の半導体チップ30と対向する領域から半導体チップ30間の領域にまでの延設されている。そして、中点用接続部46aと中点用端子46bとは、半導体チップ30間の領域において、導体パターン50及び層間接続部60を介して接続されている。これによって、二つの半導体チップ30が接続される。
The
なお、変形例6における半導体装置16は、複数の半導体チップ30を備える点、及びこれに伴って中点用接続部46a、中点用端子46bを備える点以外の基本的な構成に関しては上述の実施の形態における半導体装置10と同様である。また、変形例6においても、変形例1と同様に、エミッタ電極32とエミッタ用端子41a、エミッタ電極32と中点用接続部46a、コレクタ電極33とコレクタ用端子42a、コレクタ電極33と中点用端子46bのそれぞれは、複数の層間接続部60で接続されるようにしてもよい。
The
(変形例7)
また、上述の変形例6においては、中点用接続部46a、導体パターン50、及び層間接続部60を介して半導体チップ30間を接続している例を採用したが、本発明はこれに限定されるものではない。つまり、半導体チップ30間の配線方法は、変形例6に示すものに限定されるものではない。
(Modification 7)
Further, in the above-described modified example 6, the example in which the semiconductor chips 30 are connected via the
なお、変形例7における半導体装置17と、変形例6における半導体装置16との相違点は、半導体チップ30間の配線構造(中点用接続部を用いずに配線する構造)である。その他の点に関しては、同様であるため説明は省略する。また、図17における符号41bはエミッタ用端子であり、符号42bはコレクタ用端子である。このエミッタ用端子41b及びコレクタ用端子42bは、上述のエミッタ用端子及びコレクタ用端子と同様であるため説明は省略する。
The difference between the
図17に示すように、変形例7における半導体装置17では、各半導体チップ30は、直交方向に沿う同一の仮想平面上に、反対方向を向いて配置される。つまり、各半導体チップ30のエミッタ電極32は、積層方向における反対方向を向いている。
As shown in FIG. 17, in the
図17に示すように、中点用端子46c(大電流用配線部)は、Cu、Au、Ag、Al、又は、これら金属の少なくとも1種類を含む合金からなる平板上の金属片(金属プレート)であり、積層方向に沿う厚みが全体的に均一に設けられる。この中点用端子46cは、2つの半導体チップ30に跨るように設けられる。そして、中点用端子46cは、層間接続部60を介して一方の半導体チップ30のコレクタ電極33と接続されるとともに、層間接続部60を介して他方の半導体チップ30のエミッタ電極32と接続される。なお、中点用端子46cは、柱状部5060が配置される開口部(図示省略)を備える。
As shown in FIG. 17, the
このように、中点用接続部を用いることなく中点用端子46cで半導体チップ30間を接続するようにしても2in1Package構造とすることができる。
As described above, even if the semiconductor chips 30 are connected to each other by the
また、変形例7においても、変形例1と同様に、一方の半導体チップ30のコレクタ電極33及び他方の半導体チップ30のエミッタ電極32と中点用端子46c、一方の半導体チップ30のエミッタ電極32とエミッタ用端子41b、他方の半導体チップ30のコレクタ電極33とコレクタ用端子42bのそれぞれは、複数の層間接続部60で接続されるようにしてもよい。
Also in the modified example 7, as in the modified example 1, the
(変形例8)
また、上述の実施の形態、変形例1〜7においては、絶縁基材20の内部に1つ又は2つの半導体チップ30を埋設、すなわち内蔵する半導体装置10〜17を採用したが、本発明はこれに限定されるものではない。
(Modification 8)
Moreover, in the above-mentioned embodiment and the modifications 1-7, although the semiconductor device 10-17 which embed | buries, ie, incorporates the 1 or 2
図18に示すように、変形例8における半導体装置18においては、絶縁基材20の内部に6つの半導体チップ30を埋設、すなわち内蔵する。半導体装置16は、所謂6in1Package構造を有するシステム・イン・パッケージ(SiP)である。よって、上述の変形例6の半導体装置16が3つ接続されて1チップ化されたものである。つまり、半導体装置16は、U相アーム、V相アーム、W相アームを備えたインバータ回路を構成するものである。なお、半導体装置18においては、図18に示すように、各半導体チップ30は、直交方向に沿う同一の仮想平面上に、同一方向を向いて配置されている。つまり、各半導体チップ30のエミッタ電極32は、積層方向における同一方向を向いている。
As shown in FIG. 18, in the
半導体装置18は、大電流用配線部として、2つの半導体チップ30のエミッタ電極32とコレクタ電極33とを接続するものである中点用接続部46d1〜46d3、中点用端子46e1〜46e3、及び各中点用接続部46d1〜46d3と各中点用端子46e1〜46e3を接続する導体パターン50・層間接続部60を備える。また、3つの半導体チップ30のエミッタ電極32に層間接続部60を介して接続される3つのエミッタ用縦方向接続部41c1、3つの半導体チップ30のコレクタ電極33に層間接続部60を介して接続される3つのコレクタ用縦方向接続部42c1、及びエミッタ電極32とエミッタ用縦方向接続部41c1とを接続する層間接続部60、コレクタ電極33とコレクタ用縦方向接続部42c1とを接続する層間接続部60を備える。さらに、3つのエミッタ用縦方向接続部41c1に跨って配置されるエミッタ用端子41c2、この3つのエミッタ用縦方向接続部41c1とエミッタ用端子41c2とを接続する層間接続部60、及び、3つのコレクタ用縦方向接続部42c1に跨って配置されるコレクタ用端子42c2、この3つのコレクタ用縦方向接続部42c1とコレクタ用端子42c2とを接続する層間接続部60を備える。
The
これら中点用接続部46d1〜46d3、中点用端子46e1〜46e3、エミッタ用縦方向接続部41c1、コレクタ用縦方向接続部42c1、エミッタ用端子41c2、コレクタ用端子42c2は、Cu、Au、Ag、Al、又は、これら金属の少なくとも1種類を含む合金からなる平板上の金属片(金属プレート)であり、、積層方向に沿う厚みが全体的に均一に設けられる。また、中点用接続部46d1〜46d3、中点用端子46e1〜46e3、エミッタ用端子41c2、コレクタ用端子42c2は、上述のものと形状が多少異なるが、基本的な構成は略同じであるため説明は省略する。 These midpoint connection portions 46d1 to 46d3, midpoint terminals 46e1 to 46e3, emitter vertical connection portions 41c1, collector vertical connection portions 42c1, emitter terminals 41c2, and collector terminals 42c2 are Cu, Au, Ag. , Al, or a metal piece (metal plate) on a flat plate made of an alloy containing at least one of these metals, and has a uniform thickness along the stacking direction. Further, the midpoint connection portions 46d1 to 46d3, the midpoint terminals 46e1 to 46e3, the emitter terminal 41c2, and the collector terminal 42c2 are slightly different from those described above, but the basic configuration is substantially the same. Description is omitted.
なお、エミッタ用縦方向接続部41c1及びコレクタ用縦方向接続部42c1は、中点用接続部と同様に柱状部5060のための開口部が設けられ、絶縁基材20内に配置されるものである。そして、エミッタ電極32とエミッタ用端子41c2、及びコレクタ電極33とコレクタ用端子42c2とを接続するための金属片である。しかしながら、エミッタ電極32とエミッタ用端子41c2は、導体パターン50及び層間接続部60を介して接続されるものであってもよい。同様に、及びコレクタ電極33とコレクタ用端子42c2は、導体パターン50及び層間接続部60を介して接続されるものであってもよい。
The emitter vertical connection portion 41c1 and the collector vertical connection portion 42c1 are provided in the insulating
なお、変形例8においても、変形例1と同様に、エミッタ電極32と各金属片、コレクタ電極33と各金属片、及び金属片と金属片は、複数の層間接続部60で接続されるようにしてもよい。
In the modified example 8, similarly to the modified example 1, the
なお、上述の実施の形態、及び変形例1〜8においては、小電流用配線部及び大電流用配線部の一部である端子(金属片やはんだボール)が絶縁基材20から突出する例を採用したが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明は、小電流用配線部及び大電流用配線部の一部が、絶縁基材20の外部に露出して端子として機能する露出部を備えるものであってもよい。
In the above-described embodiment and Modifications 1 to 8, the terminals (metal pieces and solder balls) that are part of the small current wiring portion and the large current wiring portion protrude from the insulating
つまり、小電流用配線部及び大電流用配線部の端子として機能する部位が、絶縁基材20の表面から一段窪んだ位置において、絶縁基材20の外部に露出するように設けられるものであってもよい。換言すると、小電流用配線部及び大電流用配線部の一部である端子は、周囲の絶縁基材20の表面に対して凹んだ位置に設けられるものであってもよい。
In other words, the portions functioning as terminals of the small current wiring portion and the large current wiring portion are provided so as to be exposed to the outside of the insulating
また、半導体装置は、小電流用配線部及び大電流用配線部の端子として機能する部位が、絶縁基材20に設けられた孔の壁面に露出した雌コネクタが設けられるものであってもよい。この小電流用配線部及び大電流用配線部の端子として機能する部位が露出した孔には、雄端子が挿入される。
Further, the semiconductor device may be provided with a female connector in which a portion functioning as a terminal of the small current wiring portion and the large current wiring portion is exposed on the wall surface of the hole provided in the insulating
なお、ここまで説明した変形例1〜8は、それぞれ単独で実施することも可能であるが、適宜組み合わせて実施することも可能である。 In addition, although the modifications 1-8 demonstrated so far can also each be implemented independently, it is also possible to implement combining suitably.
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることはなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変形が可能である。 As mentioned above, although preferable embodiment of this invention was described, this invention is not restrict | limited to the embodiment mentioned above at all, and various deformation | transformation are possible in the range which does not deviate from the meaning of this invention.
10〜18 半導体装置、20 絶縁基材、201〜212,20a 熱可塑性樹脂フィルム、2021,2041,2051,2091,2101 端子配置部、2071 貫通孔、30 半導体チップ、31 半導体基板、32 エミッタ電極、321 開口部、33 コレクタ電極、34 ゲート電極、35 温度センサ、361,362 センサ用電極、71a〜74a 金属片、711a〜741a 金属片、41,41a,41b,41c2,71,711 エミッタ用端子、411,41a1 端子部、412,41a2 接続部、413,41a3 開口部、41c1 エミッタ用縦方向接続部、42,42a,42b,42c2,72,721 コレクタ用端子、421,42a1 端子部、422,42a2 接続部、42c1 コレクタ用縦方向接続部、43,44,73,731 センサ用端子、45,74,741 ゲート用端子、46a,46d1〜46d3 中点用接続部、46a1 接続部、46a2 開口部、46b,46c,46e1〜46e3 中点用端子、46b1 端子部、46b2 接続部、50 導体パターン、60 層間接続部、5060 柱状部 10-18 Semiconductor device, 20 Insulating substrate, 201-212, 20a Thermoplastic resin film, 2021, 2041, 2051, 2091, 2101 Terminal arrangement part, 2071 Through hole, 30 Semiconductor chip, 31 Semiconductor substrate, 32 Emitter electrode, 321 opening, 33 collector electrode, 34 gate electrode, 35 temperature sensor, 361, 362 sensor electrode, 71a-74a metal piece, 711a-741a metal piece, 41, 41a, 41b, 41c2, 71, 711 emitter terminal, 411, 41a1 terminal, 412, 41a2 connection, 413, 41a3 opening, 41c1 emitter vertical connection, 42, 42a, 42b, 42c2, 72, 721 collector terminal, 421, 42a1 terminal, 422, 42a2 Connection part, 42c1 collection Vertical connection part, 43, 44, 73, 731 Sensor terminal, 45, 74, 741 Gate terminal, 46a, 46d1-46d3 Middle point connection part, 46a1 connection part, 46a2 opening part, 46b, 46c, 46e1 ˜46e3 Middle point terminal, 46b1 terminal part, 46b2 connection part, 50 conductor pattern, 60 interlayer connection part, 5060 columnar part
Claims (10)
前記絶縁基材に設けられ、積層配置された導体層と、ビアホールに形成された層間接続部とを含む配線部と、
素子が形成され、前記絶縁基材に封止された半導体チップと、
を備え、
前記半導体チップは、
前記素子としてのパワートランジスタと、
前記導体層の積層方向に直交する両表面のそれぞれに設けられ、前記パワートランジスタにおける大電流が流れる大電流用電極と、
前記両表面のうちの少なくとも一方の表面に設けられ、前記大電流用電極よりも小さな電流が流れる小電流用電極と、が設けられ、
前記小電流用電極と同一表面に設けられた前記大電流用電極は、前記小電流用電極を囲うように設けられ、
前記配線部は、前記大電流用電極に電気的に接続され、当該大電流用電極に対向した前記導体層を含む大電流用配線部と、前記小電流用電極と電気的に接続され、前記絶縁基材によって当該大電流用配線部と絶縁された前記導体層及び前記層間接続部とを含む小電流用配線部と、
を備えることを特徴とする半導体装置。 An insulating substrate;
A wiring portion provided on the insulating base material and including a conductor layer disposed in a stacked manner and an interlayer connection portion formed in a via hole;
A semiconductor chip in which an element is formed and sealed in the insulating substrate;
With
The semiconductor chip is
A power transistor as the element;
A large current electrode provided on each of both surfaces orthogonal to the laminating direction of the conductor layer, through which a large current flows in the power transistor;
A small current electrode provided on at least one of the two surfaces, through which a smaller current flows than the large current electrode; and
The large current electrode provided on the same surface as the small current electrode is provided so as to surround the small current electrode,
The wiring portion is electrically connected to the large current electrode, and is electrically connected to the large current wiring portion including the conductor layer facing the large current electrode, and the small current electrode, A small current wiring portion including the conductor layer and the interlayer connection portion insulated from the large current wiring portion by an insulating base;
A semiconductor device comprising:
前記小電流用電極は、前記温度センサのセンサ用電極を含むことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。 A signal corresponding to the temperature of the semiconductor chip is output, and includes a temperature sensor disposed at the center of the surface of the semiconductor chip,
The semiconductor device according to claim 1, wherein the small current electrode includes a sensor electrode of the temperature sensor.
前記小電流用電極は、複数の前記トランジスタ構造部における各ゲートに電気的に接続され、前記半導体チップの表面の中央部に配置されたゲート電極を含むことを特徴とする請求項1又は2に記載の半導体装置。 The power transistor includes a plurality of transistor structures,
3. The small current electrode includes a gate electrode electrically connected to each gate of the plurality of transistor structure portions and disposed at a central portion of the surface of the semiconductor chip. The semiconductor device described.
前記小電流用電極が設けられた側の前記大電流用配線部は、前記積層方向に貫通して、前記柱状部を囲うように設けられることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の半導体装置。 The small current wiring portion includes the conductor layer and the interlayer connection portion, and includes a columnar portion extending along the stacking direction,
4. The large current wiring portion on the side where the small current electrode is provided is provided so as to penetrate in the stacking direction and surround the columnar portion. The semiconductor device according to item.
前記金属片は、一部が前記絶縁基材内に配置され、その他の部位が前記絶縁基材の外部に突出して設けられることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一項に記載の半導体装置。 The small current wiring portion and the large current wiring portion include a metal piece,
8. The metal piece according to claim 1, wherein a part of the metal piece is disposed in the insulating base material and the other part is provided to protrude outside the insulating base material. Semiconductor device.
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