JP2022188699A - Semiconductor device and method for manufacturing semiconductor device - Google Patents

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Abstract

To provide a semiconductor device which improves adhesion to a mounting object when mounted on the mounting object.SOLUTION: A semiconductor device A1 includes: a first semiconductor chip 31; a metal substrate 10 having the first semiconductor chip 31 mounted on one side in a thickness direction z; and a resin member 70 formed on the side where the first semiconductor chip 31 is mounted of the metal substrate 10 in the thickness direction z. The resin ember 70 has: a first resin layer 71 formed on the metal substrate 10 and covering the first semiconductor chip 31; and a second resin layer 72 formed on the first resin layer 71. A different between a coefficient of thermal expansion of the first resin layer 71 and a coefficient of thermal expansion of the first semiconductor chip 31 is smaller than a difference between the coefficient of thermal expansion of the first resin layer 71 and a coefficient of thermal expansion of the metal substrate 10, and a coefficient of thermal expansion of the second resin layer 72 is higher than the coefficient of thermal expansion of the first resin layer 71.SELECTED DRAWING: Figure 12

Description

本開示は、半導体装置および半導体装置の製造方法に関する。 The present disclosure relates to a semiconductor device and a method of manufacturing a semiconductor device.

従来、MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)やIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)などのパワー半導体素子を搭載した半導体装置が広く知られている。このような半導体装置は、たとえばインバータなどの電力変換装置の一部を構成する。特許文献1には、パワー半導体素子を搭載した半導体装置の一例が開示されている。半導体装置の使用時には、パワー半導体素子から熱が発生する。たとえば、特許文献1に記載の半導体装置は、パワー半導体素子で発生した熱を放熱するために、冷却器としての放熱フィンを取り付け可能に構成されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, semiconductor devices equipped with power semiconductor elements such as MOSFETs (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistors) and IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors) are widely known. Such a semiconductor device constitutes a part of a power converter such as an inverter, for example. Patent Literature 1 discloses an example of a semiconductor device equipped with a power semiconductor element. When the semiconductor device is used, heat is generated from the power semiconductor element. For example, the semiconductor device described in Patent Literature 1 is configured to be attachable with radiation fins as a cooler in order to radiate heat generated by the power semiconductor element.

特開2020-92223号公報JP 2020-92223 A

半導体装置に冷却器を取り付ける場合、冷却器と半導体装置との密着性が悪いと、半導体装置から冷却器への熱の伝達が適切に行われない可能性がある。熱の伝達が適切に行われないと、パワー半導体素子からの熱が半導体装置内に滞留し、パワー半導体素子の性能低下および素子破壊などの原因となる。特に、半導体装置の高出力化に伴い、パワー半導体素子の発熱量が増加する傾向があるため、適切な半導体装置から冷却器への熱の伝達が求められる。したがって、半導体装置と冷却器との密着性を良好にすることが求められる。また、特許文献1の構成と異なり、半導体装置を、冷却器ではなく、回路基板に取り付け、回路基板に熱を伝達させる構成においても、半導体装置と回路基板との密着性が求められる。つまり、半導体装置と取付対象との密着性を良好にすることが求められる。 When a cooler is attached to a semiconductor device, heat may not be properly transferred from the semiconductor device to the cooler if the cooler and the semiconductor device are not tightly adhered to each other. If the heat is not properly transferred, the heat from the power semiconductor element stays in the semiconductor device, causing deterioration in the performance of the power semiconductor element and destruction of the element. In particular, as the output power of semiconductor devices increases, the amount of heat generated by power semiconductor elements tends to increase. Therefore, it is required to improve the adhesion between the semiconductor device and the cooler. Moreover, unlike the configuration of Patent Document 1, even in the configuration in which the semiconductor device is attached to the circuit board instead of the cooler and the heat is transferred to the circuit board, the semiconductor device and the circuit board are required to have good adhesion. In other words, it is required to improve the adhesion between the semiconductor device and the mounting object.

本開示は、上記事情に鑑みて考え出されたものであり、その目的は、取付対象に取り付ける上で、当該取付対象との密着性を良好にすることが可能な半導体装置を提供することにある。また、取付対象との密着性が良好となる半導体装置の製造方法を提供することにある。 The present disclosure has been conceived in view of the above circumstances, and an object of the present disclosure is to provide a semiconductor device capable of improving adhesion to an attachment target when attached to the attachment target. be. Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a semiconductor device that provides good adhesion to an object to be attached.

本開示の第1の側面によって提供される半導体装置は、第1半導体チップと、厚さ方向の一方側に前記第1半導体チップが搭載された金属基板と、前記厚さ方向において、前記金属基板の前記第1半導体チップが搭載された側に形成された樹脂部材と、を備えており、前記樹脂部材は、前記金属基板上に形成され且つ前記第1半導体チップを覆う第1樹脂層と、前記第1樹脂層上に形成された第2樹脂層と、を有し、前記第1樹脂層の熱膨張率は、前記第1半導体チップの熱膨張率との差が前記金属基板の熱膨張率との差よりも小さく、前記第2樹脂層の熱膨張率は、前記第1樹脂層の熱膨張率よりも高い。 A semiconductor device provided by a first aspect of the present disclosure includes: a first semiconductor chip; a metal substrate on which the first semiconductor chip is mounted on one side in a thickness direction; a resin member formed on the side on which the first semiconductor chip of is mounted, the resin member being a first resin layer formed on the metal substrate and covering the first semiconductor chip; and a second resin layer formed on the first resin layer, wherein the coefficient of thermal expansion of the first resin layer is different from the coefficient of thermal expansion of the first semiconductor chip by the coefficient of thermal expansion of the metal substrate. The coefficient of thermal expansion of the second resin layer is higher than the coefficient of thermal expansion of the first resin layer.

本開示の第2の側面によって提供される半導体装置の製造方法は、金属基板を準備する工程と、前記金属基板の厚さ方向において、前記金属基板の一方側に第1半導体チップを搭載するマウント工程と、前記厚さ方向において、前記金属基板の前記第1半導体チップを搭載した側に樹脂部材を形成する樹脂部材形成工程と、を有し、前記樹脂部材形成工程では、前記金属基板上に配置され、前記第1半導体チップを覆う第1樹脂層と、前記第1樹脂層上に配置された第2樹脂層と、を形成し、前記第1樹脂層の熱膨張率は、前記第1半導体チップの熱膨張率との差が前記金属基板の熱膨張率との差よりも小さく、前記第2樹脂層の熱膨張率は、前記第1樹脂層の熱膨張率よりも高い。 A method of manufacturing a semiconductor device provided by a second aspect of the present disclosure includes steps of preparing a metal substrate, and mounting a first semiconductor chip on one side of the metal substrate in a thickness direction of the metal substrate. and a resin member forming step of forming a resin member on the side of the metal substrate on which the first semiconductor chip is mounted in the thickness direction, wherein the resin member forming step comprises: A first resin layer is arranged to cover the first semiconductor chip, and a second resin layer is arranged on the first resin layer, and the coefficient of thermal expansion of the first resin layer is equal to the first resin layer. The difference from the thermal expansion coefficient of the semiconductor chip is smaller than the difference from the thermal expansion coefficient of the metal substrate, and the thermal expansion coefficient of the second resin layer is higher than the thermal expansion coefficient of the first resin layer.

本開示の半導体装置によれば、冷却器などの取付対象への接着性を良好にすることが可能となる。また、本開示の半導体装置の製造方法によれば、冷却器などの取付対象への接着性を良好となる半導体装置を製造できる。 According to the semiconductor device of the present disclosure, it is possible to improve adhesion to an attachment target such as a cooler. Further, according to the method of manufacturing a semiconductor device of the present disclosure, it is possible to manufacture a semiconductor device having good adhesion to an attachment object such as a cooler.

図1は、第1実施形態にかかる半導体装置を示す斜視図である。1 is a perspective view showing a semiconductor device according to a first embodiment; FIG. 図2は、第1実施形態にかかる半導体装置の平面図である。FIG. 2 is a plan view of the semiconductor device according to the first embodiment; FIG. 図3は、図1の斜視図において、樹脂部材およびワイヤ類を省略した図である。FIG. 3 is a perspective view of FIG. 1 with resin members and wires omitted. 図4は、図2の平面図において、樹脂部材を想像線で示した図である。FIG. 4 is a diagram showing the resin member in imaginary lines in the plan view of FIG. 図5は、第1実施形態にかかる半導体装置の正面図である。FIG. 5 is a front view of the semiconductor device according to the first embodiment; 図6は、第1実施形態にかかる半導体装置の右側面図である。FIG. 6 is a right side view of the semiconductor device according to the first embodiment; 図7は、第1実施形態にかかる半導体装置の左側面図である。7 is a left side view of the semiconductor device according to the first embodiment; FIG. 図8は、第1実施形態にかかる半導体装置の底面図である。8 is a bottom view of the semiconductor device according to the first embodiment; FIG. 図9は、図4に示す平面図の右側拡大図である。9 is a right side enlarged view of the plan view shown in FIG. 4. FIG. 図10は、図4に示す平面図の左側拡大図である。10 is an enlarged left side view of the plan view shown in FIG. 4. FIG. 図11は、図4のXI-XI線に沿う断面図である。11 is a cross-sectional view along line XI-XI in FIG. 4. FIG. 図12は、図4のXII-XII線に沿う断面図である。FIG. 12 is a cross-sectional view along line XII-XII in FIG. 図13は、図4のXIII-XIII線に沿う断面図である。FIG. 13 is a cross-sectional view along line XIII-XIII in FIG. 図14は、図4のXIV-XIV線に沿う断面図である。14 is a cross-sectional view taken along line XIV-XIV in FIG. 4. FIG. 図15は、図9の部分拡大図(第1半導体チップ周辺)である。FIG. 15 is a partially enlarged view of FIG. 9 (around the first semiconductor chip). 図16は、図15のXVI-XVI線に沿う断面図である。16 is a cross-sectional view taken along line XVI--XVI of FIG. 15. FIG. 図17は、図9の部分拡大図(第2半導体チップ周辺)である。FIG. 17 is a partially enlarged view (periphery of the second semiconductor chip) of FIG. 図18は、図17のXVIII-XVIII線に沿う断面図である。18 is a cross-sectional view taken along line XVIII-XVIII in FIG. 17. FIG. 図19は、樹脂部材が第1樹脂層のみで構成された半導体装置を冷却器に取り付けた状態を示す断面図であって、図12に対応する断面である。19 is a cross-sectional view showing a state in which the semiconductor device in which the resin member is composed only of the first resin layer is attached to the cooler, and is a cross-sectional view corresponding to FIG. 12. FIG. 図20は、第1実施形態にかかる半導体装置を冷却器に取り付けた状態を示す断面図であって、図12に対応する断面である。20 is a cross-sectional view showing a state in which the semiconductor device according to the first embodiment is attached to the cooler, and is a cross-section corresponding to FIG. 12. FIG. 図21は、第1実施形態の変形例にかかる半導体装置を示す断面図であって、図12に対応する断面である。21 is a cross-sectional view showing a semiconductor device according to a modification of the first embodiment, the cross-section corresponding to FIG. 12. FIG. 図22は、第1実施形態の変形例にかかる半導体装置を示す断面図であって、図12に対応する断面である。22 is a cross-sectional view showing a semiconductor device according to a modification of the first embodiment, the cross-section corresponding to FIG. 12. FIG. 図23は、第1実施形態の変形例にかかる半導体装置を示す断面図であって、図12に対応する断面である。23 is a cross-sectional view showing a semiconductor device according to a modification of the first embodiment, the cross-section corresponding to FIG. 12. FIG. 図24は、第2実施形態にかかる半導体装置を示す斜視図である。FIG. 24 is a perspective view showing a semiconductor device according to a second embodiment; 図25は、図24の斜視図において、樹脂部材を省略した図である。25 is a perspective view of FIG. 24 with the resin member omitted. 図26は、第2実施形態にかかる半導体装置の平面図であって、樹脂部材を想像線で示している。FIG. 26 is a plan view of the semiconductor device according to the second embodiment, showing the resin member with imaginary lines. 図27は、図26の部分拡大図である。27 is a partially enlarged view of FIG. 26. FIG. 図28は、第2実施形態にかかる半導体装置の底面図である。FIG. 28 is a bottom view of the semiconductor device according to the second embodiment; 図29は、図26のXXIX-XXIX線に沿う断面図である。29 is a cross-sectional view along line XXIX-XXIX in FIG. 26. FIG. 図30は、図26のXXX-XXX線に沿う断面図である。30 is a cross-sectional view taken along line XXX-XXX in FIG. 26. FIG.

本開示の好ましい実施の形態につき、図面を参照して説明する。以下では、同一あるいは類似の構成要素には、同じ符号を付して、重複する説明を省略する。 Preferred embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings. Below, the same or similar components are denoted by the same reference numerals, and overlapping descriptions are omitted.

本開示における「第1」、「第2」、「第3」等の用語は、単にラベルとして用いたものであり、必ずしもそれらの対象物に順列を付することを意図していない。 The terms "first", "second", "third", etc. in this disclosure are used merely as labels and are not necessarily intended to impose a permutation of the objects.

本開示において、「ある物Aがある物Bに形成されている」および「ある物Aがある物B(の)上に形成されている」とは、特段の断りのない限り、「ある物Aがある物Bに直接形成されていること」、および、「ある物Aとある物Bとの間に他の物を介在させつつ、ある物Aがある物Bに形成されていること」を含む。同様に、「ある物Aがある物Bに配置されている」および「ある物Aがある物B(の)上に配置されている」とは、特段の断りのない限り、「ある物Aがある物Bに直接配置されていること」、および、「ある物Aとある物Bとの間に他の物を介在させつつ、ある物Aがある物Bに配置されていること」を含む。同様に、「ある物Aがある物B(の)上に位置している」とは、特段の断りのない限り、「ある物Aがある物Bに接して、ある物Aがある物B(の)上に位置していること」、および、「ある物Aとある物Bとの間に他の物が介在しつつ、ある物Aがある物B(の)上に位置していること」を含む。また、「ある物Aがある物Bにある方向に見て重なる」とは、特段の断りのない限り、「ある物Aがある物Bのすべてに重なること」、および、「ある物Aがある物Bの一部に重なること」を含む。 In the present disclosure, "a certain entity A is formed on a certain entity B" and "a certain entity A is formed on (of) an entity B" mean "a certain entity A is directly formed in a certain thing B", and "a certain thing A is formed in a certain thing B while another thing is interposed between a certain thing A and a certain thing B" including. Similarly, ``an entity A is arranged on an entity B'' and ``an entity A is arranged on (of) an entity B'' mean ``an entity A being placed directly on a certain thing B", and "a thing A being placed on a certain thing B with another thing interposed between something A and something B" include. Similarly, unless otherwise specified, ``an object A is located on (of) an object B'' means ``a certain object A is in contact with an object B, and an object A is located on an object B. Being located on (of)" and "something A is located on (something) B while another thing is interposed between something A and something B including "things". In addition, unless otherwise specified, ``an object A overlaps an object B when viewed in a certain direction'' means ``an object A overlaps all of an object B'' and ``an object A overlaps an object B.'' It includes "overlapping a part of a certain thing B".

<第1実施形態>
図1~図18は、第1実施形態にかかる半導体装置A1を示している。図1~図18に示すように、半導体装置A1は、金属基板10、複数の端子、複数の第1半導体チップ31、複数の第2半導体チップ32、複数の導通部材40、複数のワイヤ、第1層51、第2層52、第3層53、ケース60、および樹脂部材70を備える。本実施形態では、複数の端子は、第1電源端子23A、第2電源端子23B、出力端子24、第1ゲート端子25A、第2ゲート端子25B、第1検出端子26A、第2検出端子26B、電源電流検出端子27、およびサーミスタ端子28を有する。また、複数のワイヤは、複数の第1ゲートワイヤ431、複数の第2ゲートワイヤ432、第3ゲートワイヤ433、第4ゲートワイヤ434、複数の第1検出ワイヤ441、複数の第2検出ワイヤ442、第3検出ワイヤ443、第4検出ワイヤ444、電源電流検出ワイヤ45および一対のサーミスタワイヤ46を有する。なお、図3は、理解の便宜上、樹脂部材70および複数のワイヤを省略している。また、図4は、樹脂部材70を省略している。
<First embodiment>
1 to 18 show a semiconductor device A1 according to the first embodiment. As shown in FIGS. 1 to 18, a semiconductor device A1 includes a metal substrate 10, a plurality of terminals, a plurality of first semiconductor chips 31, a plurality of second semiconductor chips 32, a plurality of conductive members 40, a plurality of wires, a second It has a first layer 51 , a second layer 52 , a third layer 53 , a case 60 and a resin member 70 . In this embodiment, the plurality of terminals includes a first power terminal 23A, a second power terminal 23B, an output terminal 24, a first gate terminal 25A, a second gate terminal 25B, a first detection terminal 26A, a second detection terminal 26B, It has a power supply current detection terminal 27 and a thermistor terminal 28 . The plurality of wires includes a plurality of first gate wires 431, a plurality of second gate wires 432, a third gate wire 433, a fourth gate wire 434, a plurality of first detection wires 441, and a plurality of second detection wires 442. , a third sensing wire 443 , a fourth sensing wire 444 , a supply current sensing wire 45 and a pair of thermistor wires 46 . For convenience of understanding, FIG. 3 omits the resin member 70 and the plurality of wires. Moreover, FIG. 4 omits the resin member 70 .

図1に示す半導体装置A1は、パワーモジュールである。半導体装置A1は、様々な電気製品やハイブリッド車などのインバータに用いられる。図1および図2に示すように、金属基板10の厚さ方向z(以下「厚さ方向z」に略称する。)に視て、半導体装置A1は、略矩形状である。ここで、説明の便宜上、厚さ方向zに対して直交する方向を第1方向xと呼ぶ。厚さ方向zおよび第1方向xの双方に対して直交する方向を第2方向yと呼ぶ。第1方向xは、半導体装置A1の長手方向である。 A semiconductor device A1 shown in FIG. 1 is a power module. The semiconductor device A1 is used in inverters for various electric appliances and hybrid vehicles. As shown in FIGS. 1 and 2, the semiconductor device A1 has a substantially rectangular shape when viewed in the thickness direction z of the metal substrate 10 (hereinafter abbreviated as "thickness direction z"). Here, for convenience of explanation, the direction orthogonal to the thickness direction z is called the first direction x. A direction orthogonal to both the thickness direction z and the first direction x is called a second direction y. The first direction x is the longitudinal direction of the semiconductor device A1.

金属基板10は、複数の第1半導体チップ31および複数の第2半導体チップ32などを支持する。金属基板10は、図11に示すように、導電体層11、金属ベース12および絶縁層13を有する。 The metal substrate 10 supports a plurality of first semiconductor chips 31, a plurality of second semiconductor chips 32, and the like. The metal substrate 10 has a conductor layer 11, a metal base 12 and an insulating layer 13, as shown in FIG.

金属ベース12は、絶縁層13に対して導電体層11とは反対側(厚さ方向zの他方側)に位置し、この金属ベース12に絶縁層13が積層されている。金属ベース12は、導電性を有する金属材料からなり、たとえばアルミまたはアルミ合金からなる金属板により構成される。金属ベース12は、アルミまたはアルミ合金ではなく、銅または銅合金であってもよい。 The metal base 12 is located on the side opposite to the conductor layer 11 (the other side in the thickness direction z) with respect to the insulating layer 13 , and the insulating layer 13 is laminated on the metal base 12 . The metal base 12 is made of a conductive metal material, such as a metal plate made of aluminum or an aluminum alloy. The metal base 12 may be copper or a copper alloy instead of aluminum or an aluminum alloy.

金属ベース12は、主面12aおよび裏面12bを有する。主面12aおよび裏面12bは、厚さ方向zに離間する。主面12aには、絶縁層13が形成されている。裏面12bは、厚さ方向zにおいて、主面12aと反対側を向き、ケース60から露出する。図12に示す例では、裏面12bは、たとえば凸面である。つまり、裏面12bは、湾曲しており、厚さ方向zの下方に凸である。この例において、裏面12bの一部は、ケース60よりも下方に膨らんでいる。裏面12bは、厚さ方向zに直交する略平面であってもよい。ただし、後に詳述される構成により、裏面12bは、厚さ方向zの凹に湾曲しない。 The metal base 12 has a main surface 12a and a back surface 12b. The main surface 12a and the back surface 12b are spaced apart in the thickness direction z. An insulating layer 13 is formed on the main surface 12a. The back surface 12b faces the opposite side of the principal surface 12a in the thickness direction z and is exposed from the case 60 . In the example shown in FIG. 12, the back surface 12b is convex, for example. That is, the back surface 12b is curved and convex downward in the thickness direction z. In this example, part of the back surface 12b bulges below the case 60 . The back surface 12b may be a substantially flat surface orthogonal to the thickness direction z. However, the back surface 12b does not curve concavely in the thickness direction z due to the configuration described in detail later.

絶縁層13は、厚さ方向zにおいて導電体層11と金属ベース12との間に介在する。絶縁層13は、電気絶縁性を有する。絶縁層13の構成材料は、たとえばエポキシ系樹脂であるが、プリプレグであってもよい。 The insulating layer 13 is interposed between the conductor layer 11 and the metal base 12 in the thickness direction z. The insulating layer 13 has electrical insulation. The constituent material of the insulating layer 13 is, for example, an epoxy resin, but may be a prepreg.

導電体層11、金属ベース12および絶縁層13の厚さの一例を挙げると、導電体層11の厚さが0.1mm以上2.0mm以下であり、金属ベース12の厚さが0.3mm以上2.0mm以下であり、絶縁層13の厚さが0.12mm以上0.18mm以下である。 As an example of the thicknesses of the conductor layer 11, the metal base 12 and the insulating layer 13, the thickness of the conductor layer 11 is 0.1 mm or more and 2.0 mm or less, and the thickness of the metal base 12 is 0.3 mm. The thickness of the insulating layer 13 is 0.12 mm or more and 0.18 mm or less.

導電体層11は、絶縁層13に積層されている。導電体層11は、搭載面11aを含む。搭載面11aは、厚さ方向zの一方側(図11における上側)を向く。導電体層11は、導電性を有する金属材料からなり、たとえば銅(Cu)または銅合金からなる金属箔により構成される。 The conductor layer 11 is laminated on the insulating layer 13 . The conductor layer 11 includes a mounting surface 11a. The mounting surface 11a faces one side in the thickness direction z (the upper side in FIG. 11). The conductor layer 11 is made of a conductive metal material, such as a metal foil made of copper (Cu) or a copper alloy.

本実施形態において、導電体層11は、第1配線部111、第2配線部112、第3配線部113、第1ゲート部114、第1検出部115、一対のサーミスタ搭載部116、第2ゲート部117および第2検出部118を含む。導電体層11を構成する各部は、たとえば、絶縁層13に積層された銅箔をウエットエッチングの手法により部分除去することにより、形成される。なお、導電体層11の各部の表面に銀(Ag)めっきを施してもよい。 In this embodiment, the conductor layer 11 includes a first wiring portion 111, a second wiring portion 112, a third wiring portion 113, a first gate portion 114, a first detection portion 115, a pair of thermistor mounting portions 116, a second A gate portion 117 and a second detection portion 118 are included. Each part constituting the conductor layer 11 is formed, for example, by partially removing the copper foil laminated on the insulating layer 13 by wet etching. The surface of each portion of the conductor layer 11 may be plated with silver (Ag).

図4および図9~図12に示すように、第1配線部111には、複数の第1半導体チップ31が搭載されている。図4などに示すように、第1配線部111は、第2方向yにおける金属基板10の一端側(図4の上方側)に位置する。第1配線部111は、第1方向xに延びる帯状である。半導体装置A1では、第1配線部111に10個の第1半導体チップ31が搭載されているが、第1半導体チップ31の個数はこれに限定されない。第1方向xにおいて第1配線部111の一端部(図4の右方側)には、第2方向yに延びる帯状であるパッド111aが形成されている。 As shown in FIGS. 4 and 9 to 12, a plurality of first semiconductor chips 31 are mounted on the first wiring portion 111. As shown in FIG. As shown in FIG. 4 and the like, the first wiring portion 111 is positioned on one end side (upper side in FIG. 4) of the metal substrate 10 in the second direction y. The first wiring portion 111 has a strip shape extending in the first direction x. In the semiconductor device A1, ten first semiconductor chips 31 are mounted on the first wiring portion 111, but the number of the first semiconductor chips 31 is not limited to this. A strip-shaped pad 111a extending in the second direction y is formed at one end (right side in FIG. 4) of the first wiring portion 111 in the first direction x.

図4、図9、図10および図12に示すように、第2配線部112には、複数の第2半導体チップ32が搭載されている。図4などに示すように、第2配線部112は、第2方向yにおいて第1配線部111と第3配線部113との間に位置する。第2配線部112は、第1方向xに延びる帯状である。半導体装置A1では、第2配線部112に10個の第2半導体チップ32が搭載されているが、第2半導体チップ32の個数はこれに限定されない。第1方向xにおいて第2配線部112の一端部(図4の左方側)には、第2方向yに延びる帯状であるパッド112aが形成されている。第2方向yにおいて第2配線部112の一方側(図4の上方側)に位置するパッド112aの一部は、第1方向xにおいて第1配線部111の隣に位置する。第2方向yにおいて第2配線部112の他方側(図4の下方側)に位置するパッド112aの一部は、第1方向xにおいて第3配線部113の隣に位置する。 As shown in FIGS. 4 , 9 , 10 and 12 , a plurality of second semiconductor chips 32 are mounted on the second wiring section 112 . As shown in FIG. 4 and the like, the second wiring portion 112 is positioned between the first wiring portion 111 and the third wiring portion 113 in the second direction y. The second wiring portion 112 has a strip shape extending in the first direction x. In the semiconductor device A1, ten second semiconductor chips 32 are mounted on the second wiring portion 112, but the number of the second semiconductor chips 32 is not limited to this. A strip-shaped pad 112a extending in the second direction y is formed at one end (left side in FIG. 4) of the second wiring portion 112 in the first direction x. A portion of the pad 112a located on one side (upper side in FIG. 4) of the second wiring portion 112 in the second direction y is located next to the first wiring portion 111 in the first direction x. A portion of the pad 112a positioned on the other side (lower side in FIG. 4) of the second wiring portion 112 in the second direction y is positioned next to the third wiring portion 113 in the first direction x.

図4、図9および図10に示すように、第3配線部113は、複数の第1半導体チップ31および複数の第2半導体チップ32に導通している。第3配線部113は、第2方向yにおいて第2配線部112に対して第1配線部111とは反対側に位置する。第3配線部113は、第1方向xに延びる帯状である。第1方向xにおいて第3配線部113の一端部(図4の右方側)には、第2方向yに延びる帯状であるパッド113aが形成されている。図4に示すように、第3配線部113には、第1方向xに延びる切り欠き113bが形成されている。切り欠き113bは、第2方向yにおいて第3配線部113の中央に位置し、第1方向xにおける一端(図4の右端)から第1方向xにおける中央まで延びる。 As shown in FIGS. 4, 9 and 10, the third wiring section 113 is electrically connected to the multiple first semiconductor chips 31 and the multiple second semiconductor chips 32 . The third wiring portion 113 is located on the side opposite to the first wiring portion 111 with respect to the second wiring portion 112 in the second direction y. The third wiring portion 113 has a strip shape extending in the first direction x. A strip-shaped pad 113a extending in the second direction y is formed at one end (right side in FIG. 4) of the third wiring portion 113 in the first direction x. As shown in FIG. 4, the third wiring portion 113 is formed with a notch 113b extending in the first direction x. The notch 113b is positioned in the center of the third wiring portion 113 in the second direction y and extends from one end (the right end in FIG. 4) in the first direction x to the center in the first direction x.

第1ゲート部114は、図4、図9および図10に示すように、複数の第1半導体チップ31に導通する。第1ゲート部114は、第1方向xに延びる帯状である。第1ゲート部114は、第2方向yにおいて第1配線部111とケース60との間に位置する。半導体装置A1では、第1ゲート部114は、第1方向xにおける一端部(図4の右端部)で折り返しており、第2方向yに2列形成されている。第1ゲート部114の幅(第2方向yにおける寸法)は、第1配線部111、第2配線部112、および第3配線部113のそれぞれの幅よりも小である。 The first gate section 114 is electrically connected to the plurality of first semiconductor chips 31 as shown in FIGS. 4, 9 and 10 . The first gate portion 114 has a strip shape extending in the first direction x. The first gate portion 114 is positioned between the first wiring portion 111 and the case 60 in the second direction y. In the semiconductor device A1, the first gate portions 114 are folded at one end portion (the right end portion in FIG. 4) in the first direction x, and are formed in two rows in the second direction y. The width (dimension in the second direction y) of the first gate portion 114 is smaller than the widths of the first wiring portion 111, the second wiring portion 112, and the third wiring portion 113, respectively.

第1検出部115は、図4、図9および図10に示すように、複数の第1半導体チップ31に導通する。第1検出部115は、第1方向xに延びる帯状である。第1検出部115は、第2方向yにおいて第1配線部111とケース60との間に位置する。半導体装置A1では、第1検出部115は、第1方向xにおける一端部(図4の左端部)で折り返しており、第2方向yに2列形成されている。第1検出部115の幅(第2方向yにおける寸法)は、第1ゲート部114の幅と同一である。 The first detector 115 is electrically connected to the plurality of first semiconductor chips 31 as shown in FIGS. 4, 9 and 10 . The first detection unit 115 has a strip shape extending in the first direction x. The first detector 115 is located between the first wiring part 111 and the case 60 in the second direction y. In the semiconductor device A1, the first detectors 115 are folded at one end (the left end in FIG. 4) in the first direction x, and formed in two rows in the second direction y. The width of the first detection section 115 (dimension in the second direction y) is the same as the width of the first gate section 114 .

一対のサーミスタ搭載部116は、図4および図9に示すように、第2方向yにおいて互いに離間し、かつサーミスタ33を搭載している。一対のサーミスタ搭載部116は、金属基板10の隅の近傍に位置する。一対のサーミスタ搭載部116の周囲には、第1配線部111、第1ゲート部114および第1検出部115が位置する。 As shown in FIGS. 4 and 9, the pair of thermistor mounting portions 116 are spaced apart from each other in the second direction y and mount the thermistor 33 thereon. A pair of thermistor mounting portions 116 are positioned near the corners of the metal substrate 10 . The first wiring portion 111 , the first gate portion 114 and the first detection portion 115 are positioned around the pair of thermistor mounting portions 116 .

第2ゲート部117は、図4、図9および図10に示すように、複数の第2半導体チップ32に導通する。第2ゲート部117は、第1方向xに延びる帯状である。第2ゲート部117は、第2方向yにおいて第3配線部113とケース60との間に位置する。半導体装置A1では、第2ゲート部117は、第1方向xにおける一端部(図4の左端部)で折り返しており、第2方向yに2列形成されている。第2ゲート部117の幅(第2方向yにおける寸法)は、第1配線部111、第2配線部112、および第3配線部113のそれぞれの幅よりも小である。 The second gate portion 117 is electrically connected to the plurality of second semiconductor chips 32, as shown in FIGS. The second gate portion 117 has a strip shape extending in the first direction x. The second gate portion 117 is positioned between the third wiring portion 113 and the case 60 in the second direction y. In the semiconductor device A1, the second gate portions 117 are folded back at one end portion (the left end portion in FIG. 4) in the first direction x, and are formed in two rows in the second direction y. The width (dimension in the second direction y) of the second gate portion 117 is smaller than the widths of the first wiring portion 111, the second wiring portion 112, and the third wiring portion 113, respectively.

第2検出部118は、図4、図9および図10に示すように、複数の第2半導体チップ32に導通する。第2検出部118は、第1方向xに延びる帯状である。第2検出部118は、第2方向yにおいて第3配線部113とケース60との間に位置する。半導体装置A1では、第2検出部118は、第1方向xにおける一端部(図4の右端部)で折り返しており、第2方向yに2列形成されている。第2検出部118の幅(第2方向yにおける寸法)は、第2ゲート部117の幅と同一である。 The second detector 118 is electrically connected to the plurality of second semiconductor chips 32, as shown in FIGS. The second detector 118 has a strip shape extending in the first direction x. The second detection section 118 is positioned between the third wiring section 113 and the case 60 in the second direction y. In the semiconductor device A1, the second detectors 118 are folded at one end (the right end in FIG. 4) in the first direction x, and formed in two rows in the second direction y. The width of the second detection section 118 (dimension in the second direction y) is the same as the width of the second gate section 117 .

第1電源端子23Aおよび第2電源端子23Bは、図2~図4等に示すように、半導体装置A1に設けられた外部接続端子の一部である。第1電源端子23Aおよび第2電源端子23Bは、半導体装置A1の外部に配置された直流電源に接続される。第1電源端子23Aおよび第2電源端子23Bは、ケース60に支持されている。第1電源端子23Aおよび第2電源端子23Bは、金属板から構成される。当該金属板の構成材料は、たとえば銅である。第1電源端子23Aおよび第2電源端子23Bの厚さは、たとえば1.0mm程度である。 The first power terminal 23A and the second power terminal 23B are part of the external connection terminals provided on the semiconductor device A1, as shown in FIGS. 2 to 4 and the like. The first power terminal 23A and the second power terminal 23B are connected to a DC power supply arranged outside the semiconductor device A1. The first power terminal 23A and the second power terminal 23B are supported by the case 60 . The first power terminal 23A and the second power terminal 23B are made of metal plates. A constituent material of the metal plate is, for example, copper. The thickness of first power terminal 23A and second power terminal 23B is, for example, about 1.0 mm.

第1電源端子23Aは、正極(P端子)である。第1電源端子23Aは、第1配線部111のパッド111aに接続されている。第2電源端子23Bは、負極(N端子)である。第2電源端子23Bは、第3配線部113のパッド113aに接続されている。第1電源端子23Aおよび第2電源端子23Bは、第2方向yにおいて互いに離間している。 The first power terminal 23A is a positive electrode (P terminal). The first power terminal 23A is connected to the pad 111a of the first wiring portion 111. As shown in FIG. The second power terminal 23B is a negative electrode (N terminal). The second power terminal 23B is connected to the pad 113a of the third wiring portion 113. As shown in FIG. The first power terminal 23A and the second power terminal 23B are separated from each other in the second direction y.

図9および図13に示すように、第1電源端子23Aおよび第2電源端子23Bの各々は、外部接続部231、内部接続部232および中間部233を有する。 As shown in FIGS. 9 and 13, each of the first power terminal 23A and the second power terminal 23B has an external connection portion 231, an internal connection portion 232 and an intermediate portion 233. As shown in FIGS.

外部接続部231は、半導体装置A1において露出し、かつ厚さ方向zに対して直交する平板状である。外部接続部231には、直流電源のケーブルなどが接続される。外部接続部231は、ケース60に支持されている。外部接続部231には、厚さ方向zに貫通する接続孔231aが設けられている。接続孔231aには、ボルトなどの締結部材が挿入される。なお、外部接続部231の表面にニッケル(Ni)めっきを施してもよい。 The external connection portion 231 is exposed in the semiconductor device A1 and has a flat plate shape orthogonal to the thickness direction z. A DC power cable or the like is connected to the external connection portion 231 . The external connection portion 231 is supported by the case 60 . The external connection portion 231 is provided with a connection hole 231a penetrating in the thickness direction z. A fastening member such as a bolt is inserted into the connection hole 231a. Note that the surface of the external connection portion 231 may be plated with nickel (Ni).

内部接続部232は、第1電源端子23Aでは第1配線部111のパッド111aに接続され、第2電源端子23Bでは第3配線部113のパッド113aに接続される。内部接続部232は、櫛歯状である。半導体装置A1では、内部接続部232は、3つの歯を有し、これら複数の歯が第2方向yに沿って配列されている。複数の歯は、厚さ方向zに曲げ加工されている。このため、複数の歯は、第2方向yに視て鉤状となっている。複数の歯は、いずれも超音波接合によりパッド111aまたはパッド113aに接続されている。 The internal connection portion 232 is connected to the pad 111a of the first wiring portion 111 at the first power terminal 23A, and is connected to the pad 113a of the third wiring portion 113 at the second power terminal 23B. The internal connection portion 232 has a comb shape. In the semiconductor device A1, the internal connection portion 232 has three teeth, and these multiple teeth are arranged along the second direction y. A plurality of teeth are bent in the thickness direction z. Therefore, the plurality of teeth are hook-shaped when viewed in the second direction y. All of the teeth are connected to pad 111a or pad 113a by ultrasonic bonding.

中間部233は、外部接続部231と内部接続部232とを相互に連結している。中間部233は、第1方向xに対する横断面がL字状である。中間部233は、基部233aおよび起立部233bを有する。基部233aは、第1方向xおよび第2方向yに沿っている。第1方向xにおける基部233aの一端は、内部接続部232に繋がる。起立部233bは、基部233aから厚さ方向zに起立する。厚さ方向zにおける起立部233bの一端は、外部接続部231に繋がる。 The intermediate portion 233 connects the external connection portion 231 and the internal connection portion 232 to each other. The intermediate portion 233 has an L-shaped cross section with respect to the first direction x. The intermediate portion 233 has a base portion 233a and an upright portion 233b. The base 233a extends along the first direction x and the second direction y. One end of the base portion 233 a in the first direction x is connected to the internal connection portion 232 . The standing portion 233b stands up in the thickness direction z from the base portion 233a. One end of the standing portion 233 b in the thickness direction z is connected to the external connection portion 231 .

出力端子24は、図2~図4などに示すように、半導体装置A1に設けられた外部接続端子の一部である。出力端子24は、半導体装置A1の外部に配置された電力供給対象(モータなど)に接続される。出力端子24は、ケース60に支持され、かつ第1方向xにおいて金属基板10に対して第1電源端子23Aおよび第2電源端子23Bとは反対側に位置する。出力端子24は、金属板から構成される。当該金属板の構成材料は、たとえば銅である。出力端子24の厚さは、たとえば1.0mmである。 The output terminals 24 are part of the external connection terminals provided on the semiconductor device A1, as shown in FIGS. 2 to 4 and the like. The output terminal 24 is connected to a power supply object (such as a motor) arranged outside the semiconductor device A1. The output terminal 24 is supported by the case 60 and located on the side opposite to the first power terminal 23A and the second power terminal 23B with respect to the metal substrate 10 in the first direction x. The output terminal 24 is made of a metal plate. A constituent material of the metal plate is, for example, copper. The thickness of output terminal 24 is, for example, 1.0 mm.

半導体装置A1では、出力端子24は、第1端子部24Aおよび第2端子部24Bの2つの分離されている。なお、出力端子24は、この構成と異なり、分離されていない単一の部材でもよい。第1端子部24Aおよび第2端子部24Bは、第2配線部112に導通接合されている。第1端子部24Aおよび第2端子部24Bは、第2方向yにおいて互いに離間する。 In the semiconductor device A1, the output terminal 24 is separated into two, a first terminal portion 24A and a second terminal portion 24B. Note that the output terminal 24 may be a single member that is not separated, unlike this configuration. The first terminal portion 24A and the second terminal portion 24B are conductively joined to the second wiring portion 112 . The first terminal portion 24A and the second terminal portion 24B are separated from each other in the second direction y.

図10および図14に示すように、第1端子部24Aおよび第2端子部24Bの各々は、外部接続部241、内部接続部242および中間部243を有する。 As shown in FIGS. 10 and 14, each of the first terminal portion 24A and the second terminal portion 24B has an external connection portion 241, an internal connection portion 242 and an intermediate portion 243. As shown in FIGS.

外部接続部241は、半導体装置A1において露出し、かつ厚さ方向zに対して直交する平板状である。外部接続部241には、電力供給対象に導通するケーブルなどが接続される。外部接続部241は、ケース60に支持されている。外部接続部241には、厚さ方向zに貫通する接続孔241aが設けられている。接続孔241aには、ボルトなどの締結部材が挿入される。なお、外部接続部241の表面にニッケルめっきを施してもよい。 The external connection portion 241 is exposed in the semiconductor device A1 and has a flat plate shape orthogonal to the thickness direction z. A cable or the like that conducts to a power supply target is connected to the external connection portion 241 . The external connection portion 241 is supported by the case 60 . The external connection portion 241 is provided with a connection hole 241a penetrating in the thickness direction z. A fastening member such as a bolt is inserted into the connection hole 241a. Note that the surface of the external connection portion 241 may be plated with nickel.

内部接続部242は、第2配線部112のパッド112aに接続される。内部接続部242は、櫛歯状である。半導体装置A1では、内部接続部242は、3つの歯を有し、これら複数の歯が第2方向yに沿って配列されている。複数の歯は、厚さ方向zに曲げ加工されている。このため、複数の歯は、第2方向yに視て鉤状となっている。複数の歯は、いずれも超音波接合によりパッド112aに接続されている。 The internal connection portion 242 is connected to the pad 112 a of the second wiring portion 112 . The internal connection portion 242 has a comb shape. In the semiconductor device A1, the internal connection portion 242 has three teeth, and these multiple teeth are arranged along the second direction y. A plurality of teeth are bent in the thickness direction z. Therefore, the plurality of teeth are hook-shaped when viewed in the second direction y. All of the teeth are connected to the pad 112a by ultrasonic bonding.

中間部243は、外部接続部241と内部接続部242とを相互に連結している。中間部243は、第1方向xに対する横断面がL字状である。中間部243は、基部243aおよび起立部243bを有する。基部243aは、第1方向xおよび第2方向yに沿っている。第1方向xにおける基部243aの一端は、内部接続部242に繋がる。起立部243bは、基部243aから厚さ方向zに起立している。厚さ方向zにおける起立部243bの一端は、外部接続部241に繋がる。 The intermediate portion 243 connects the external connection portion 241 and the internal connection portion 242 to each other. The intermediate portion 243 has an L-shaped cross section with respect to the first direction x. The intermediate portion 243 has a base portion 243a and an upright portion 243b. The base 243a extends along the first direction x and the second direction y. One end of the base portion 243 a in the first direction x is connected to the internal connection portion 242 . The standing portion 243b stands up in the thickness direction z from the base portion 243a. One end of the standing portion 243 b in the thickness direction z is connected to the external connection portion 241 .

第1ゲート端子25Aおよび第2ゲート端子25Bはそれぞれ、図2~図5等に示すように、半導体装置A1に設けられた外部接続端子である。第1ゲート端子25Aおよび第2ゲート端子25Bはそれぞれ、外部に配置された半導体装置A1の駆動回路(ゲートドライバなど)に接続される。第1ゲート端子25Aおよび第2ゲート端子25Bはそれぞれ、ケース60に支持されている。第1ゲート端子25Aおよび第2ゲート端子25Bはそれぞれ、金属棒から構成される。当該金属棒の構成材料は、たとえば銅または銅合金である。なお、第1ゲート端子25Aおよび第2ゲート端子25Bの各表面に、錫(Sn)めっき、またはニッケルめっきおよび錫めっきを施してもよい。図12に示すように、第1ゲート端子25Aおよび第2ゲート端子25Bはそれぞれ、第1方向xに対する横断面がL字状である。第1ゲート端子25Aおよび第2ゲート端子25Bのそれぞれ一部は、ケース60から厚さ方向zにおいて導電体層11(金属基板10)の搭載面11aが向く側に突出している。 The first gate terminal 25A and the second gate terminal 25B are external connection terminals provided in the semiconductor device A1, as shown in FIGS. 2 to 5 and the like. The first gate terminal 25A and the second gate terminal 25B are each connected to a driving circuit (eg, gate driver) of the semiconductor device A1 arranged outside. The first gate terminal 25A and the second gate terminal 25B are supported by the case 60 respectively. Each of the first gate terminal 25A and the second gate terminal 25B is composed of a metal rod. A constituent material of the metal bar is, for example, copper or a copper alloy. The surfaces of the first gate terminal 25A and the second gate terminal 25B may be plated with tin (Sn) or nickel and tin. As shown in FIG. 12, each of the first gate terminal 25A and the second gate terminal 25B has an L-shaped cross section with respect to the first direction x. A part of each of the first gate terminal 25A and the second gate terminal 25B protrudes from the case 60 toward the mounting surface 11a of the conductor layer 11 (metal substrate 10) in the thickness direction z.

第1ゲート端子25Aは、第1ゲート部114に導通する。第1ゲート端子25Aは、図10に示すように、第2方向yにおいて第1ゲート部114に近接している。第2ゲート端子25Bは、第2ゲート部117に導通する。第2ゲート端子25Bは、図9に示すように、第2方向yにおいて、導電体層11(金属基板10)に対して第1ゲート端子25Aとは反対側に位置する。第2ゲート端子25Bは、第2ゲート部117に近接している。 The first gate terminal 25A is electrically connected to the first gate section 114 . The first gate terminal 25A is close to the first gate section 114 in the second direction y, as shown in FIG. The second gate terminal 25B conducts to the second gate section 117 . As shown in FIG. 9, the second gate terminal 25B is located on the side opposite to the first gate terminal 25A with respect to the conductor layer 11 (metal substrate 10) in the second direction y. The second gate terminal 25B is close to the second gate section 117 .

第1検出端子26Aおよび第2検出端子26Bはそれぞれ、図2~図5等に示すように、半導体装置A1に設けられた外部接続端子の一部である。第1検出端子26Aおよび第2検出端子26Bはそれぞれ、外部に配置された半導体装置A1の制御回路に接続される。第1検出端子26Aおよび第2検出端子26Bはそれぞれ、ケース60に支持されている。第1検出端子26Aおよび第2検出端子26Bはそれぞれ、金属棒から構成される。当該金属棒の構成材料は、たとえば銅または銅合金である。なお、第1検出端子26Aおよび第2検出端子26Bの各表面に、錫めっき、またはニッケルめっきおよび錫めっきを施してもよい。図12に示すように、第1検出端子26Aおよび第2検出端子26Bはそれぞれ、第1方向xに対する横断面がL字状である。第1検出端子26Aおよび第2検出端子26Bのそれぞれ一部は、ケース60から厚さ方向zにおいて導電体層11(金属基板10)の搭載面11aが向く側に突出している。 The first detection terminal 26A and the second detection terminal 26B are part of the external connection terminals provided on the semiconductor device A1, as shown in FIGS. 2 to 5 and the like. The first detection terminal 26A and the second detection terminal 26B are each connected to a control circuit of the semiconductor device A1 arranged outside. The first detection terminal 26A and the second detection terminal 26B are supported by the case 60 respectively. 26 A of 1st detection terminals and the 2nd detection terminal 26B are each comprised from a metal rod. A constituent material of the metal bar is, for example, copper or a copper alloy. The surfaces of the first detection terminal 26A and the second detection terminal 26B may be tin-plated, or nickel-plated and tin-plated. As shown in FIG. 12, each of the first detection terminal 26A and the second detection terminal 26B has an L-shaped cross section with respect to the first direction x. A part of each of the first detection terminal 26A and the second detection terminal 26B protrudes from the case 60 toward the mounting surface 11a of the conductor layer 11 (metal substrate 10) in the thickness direction z.

第1検出端子26Aは、第1検出部115に導通する。第1検出端子26Aは、図10に示すように、第1方向xにおいて第1ゲート端子25Aの隣に位置する。第2検出端子26Bは、第2検出部118に導通する。第2検出端子26Bは、図9に示すように、第1方向xにおいて第2ゲート端子25Bの隣に位置する。 The first detection terminal 26A is electrically connected to the first detection section 115 . The first detection terminal 26A is located next to the first gate terminal 25A in the first direction x, as shown in FIG. The second detection terminal 26B is electrically connected to the second detection section 118 . The second detection terminal 26B is located next to the second gate terminal 25B in the first direction x, as shown in FIG.

図2~図5、および図10に示すように、半導体装置A1は、電源電流検出端子27を備える。電源電流検出端子27は、半導体装置A1に設けられた外部接続端子の一部である。電源電流検出端子27は、外部に配置された半導体装置A1の制御回路に接続される。電源電流検出端子27は、ケース60に支持されている。電源電流検出端子27は、金属棒から構成される。当該金属棒の構成材料は、たとえば銅または銅合金である。なお、電源電流検出端子27の表面に、錫めっき、またはニッケルめっきおよび錫めっきを施してもよい。電源電流検出端子27の形状は、図12に示す第1ゲート端子25Aおよび第2ゲート端子25Bのそれぞれと同一である。電源電流検出端子27の一部は、図12に示す第1ゲート端子25Aおよび第2ゲート端子25Bのそれぞれと同じく、ケース60から厚さ方向zにおいて導電体層11(金属基板10)の搭載面11aが向く側に突出している。第2方向yにおいて、電源電流検出端子27の位置は、第1ゲート端子25Aの位置と同一である。電源電流検出端子27は、第1方向xにおいて第1ゲート端子25Aから第1端子部24A側に離間している。 As shown in FIGS. 2 to 5 and 10, the semiconductor device A1 has a power supply current detection terminal 27. FIG. The power supply current detection terminal 27 is part of the external connection terminals provided on the semiconductor device A1. The power supply current detection terminal 27 is connected to the control circuit of the semiconductor device A1 arranged outside. The power supply current detection terminal 27 is supported by the case 60 . The power supply current detection terminal 27 is composed of a metal rod. A constituent material of the metal bar is, for example, copper or a copper alloy. The surface of the power supply current detection terminal 27 may be tin-plated, or nickel-plated and tin-plated. The shape of the power supply current detection terminal 27 is the same as each of the first gate terminal 25A and the second gate terminal 25B shown in FIG. A part of the power supply current detection terminal 27 is the mounting surface of the conductor layer 11 (metal substrate 10) in the thickness direction z from the case 60, like each of the first gate terminal 25A and the second gate terminal 25B shown in FIG. It protrudes to the side to which 11a faces. In the second direction y, the position of the power supply current detection terminal 27 is the same as the position of the first gate terminal 25A. The power supply current detection terminal 27 is separated from the first gate terminal 25A toward the first terminal portion 24A in the first direction x.

図2~図5、および図9に示すように、半導体装置A1は、一対のサーミスタ端子28を備える。一対のサーミスタ端子28は、半導体装置A1に設けられた外部接続端子の一部である。一対のサーミスタ端子28は、外部に配置された半導体装置A1の制御回路に接続される。一対のサーミスタ端子28は、ケース60に支持されている。一対のサーミスタ端子28は、金属棒から構成される。当該金属棒の構成材料は、たとえば銅または銅合金である。なお、一対のサーミスタ端子28の各表面に、錫めっき、またはニッケルめっきおよび錫めっきを施してもよい。一対のサーミスタ端子28の形状は、図12に示す第1ゲート端子25Aおよび第2ゲート端子25Bのそれぞれと同一である。一対のサーミスタ端子28の一部は、図12に示す第1ゲート端子25Aおよび第2ゲート端子25Bのそれぞれと同じく、ケース60から厚さ方向zにおいて導電体層11(金属基板10)の搭載面11aが向く側に突出している。第2方向yにおいて、一対のサーミスタ端子28の位置は、第1ゲート端子25Aの位置と同一である。一対のサーミスタ端子28は、第1方向xにおいて第1ゲート端子25Aから第1電源端子23A側に離間している。一対のサーミスタ端子28は、第1方向xにおいて互いに離間している。 As shown in FIGS. 2 to 5 and 9, the semiconductor device A1 has a pair of thermistor terminals 28. As shown in FIG. The pair of thermistor terminals 28 are part of the external connection terminals provided on the semiconductor device A1. A pair of thermistor terminals 28 are connected to a control circuit of the semiconductor device A1 arranged outside. A pair of thermistor terminals 28 are supported by a case 60 . A pair of thermistor terminals 28 are composed of metal rods. A constituent material of the metal bar is, for example, copper or a copper alloy. Each surface of the pair of thermistor terminals 28 may be tin-plated, or nickel-plated and tin-plated. The shape of the pair of thermistor terminals 28 is the same as each of the first gate terminal 25A and the second gate terminal 25B shown in FIG. A part of the pair of thermistor terminals 28, like the first gate terminal 25A and the second gate terminal 25B shown in FIG. It protrudes to the side to which 11a faces. In the second direction y, the position of the pair of thermistor terminals 28 is the same as the position of the first gate terminal 25A. The pair of thermistor terminals 28 are separated from the first gate terminal 25A toward the first power supply terminal 23A in the first direction x. The pair of thermistor terminals 28 are separated from each other in the first direction x.

複数の第1半導体チップ31および複数の第2半導体チップ32はそれぞれ、たとえば炭化ケイ素(SiC)を含む半導体層を有し、スイッチング機能を有する。複数の第1半導体チップ31および複数の第2半導体チップ32はそれぞれ、炭化ケイ素を主とする半導体材料を用いて構成されたMOSFETである。なお、複数の第1半導体チップ31および複数の第2半導体チップ32の各半導体層は、SiCではなくケイ素(Si)を含む構成でもよい。また、複数の第1半導体チップ31および複数の第2半導体チップ32はそれぞれ、MOSFETに限らず、IGBTであってもよい。半導体装置A1では、複数の第1半導体チップ31および複数の第2半導体チップ32は、それぞれがMOSFETである場合について説明する。図15、図17に示すように、複数の第1半導体チップ31および複数の第2半導体チップ32はそれぞれ、厚さ方向zに視て矩形状(半導体装置A1では正方形状)である。半導体装置A1においては、複数の第1半導体チップ31および複数の第2半導体チップ32の各厚さは、たとえば400μm以下であり、より好ましくは150μm以下である。 Each of the plurality of first semiconductor chips 31 and the plurality of second semiconductor chips 32 has a semiconductor layer containing silicon carbide (SiC), for example, and has a switching function. Each of the plurality of first semiconductor chips 31 and the plurality of second semiconductor chips 32 is a MOSFET configured using a semiconductor material mainly composed of silicon carbide. Each semiconductor layer of the plurality of first semiconductor chips 31 and the plurality of second semiconductor chips 32 may contain silicon (Si) instead of SiC. Moreover, the plurality of first semiconductor chips 31 and the plurality of second semiconductor chips 32 are not limited to MOSFETs, and may be IGBTs. In the semiconductor device A1, the plurality of first semiconductor chips 31 and the plurality of second semiconductor chips 32 are each a MOSFET. As shown in FIGS. 15 and 17, each of the plurality of first semiconductor chips 31 and the plurality of second semiconductor chips 32 has a rectangular shape (square shape in the semiconductor device A1) when viewed in the thickness direction z. In the semiconductor device A1, each thickness of the plurality of first semiconductor chips 31 and the plurality of second semiconductor chips 32 is, for example, 400 μm or less, more preferably 150 μm or less.

複数の第1半導体チップ31はそれぞれ、第1配線部111に搭載されている。複数の第1半導体チップ31は、第1方向xに沿って所定の間隔を隔てて配列されている。 Each of the plurality of first semiconductor chips 31 is mounted on the first wiring portion 111 . The plurality of first semiconductor chips 31 are arranged at predetermined intervals along the first direction x.

複数の第2半導体チップ32はそれぞれ、第2配線部112に搭載されている。複数の第2半導体チップ32は、第1方向xに沿って所定の間隔を隔てて配列されている。半導体装置A1では、各第2半導体チップ32は、第2方向yに視て、各第1半導体チップ31に重なるが、この構成と異なり、重ならなくてもよい。 Each of the plurality of second semiconductor chips 32 is mounted on the second wiring portion 112 . The plurality of second semiconductor chips 32 are arranged at predetermined intervals along the first direction x. In the semiconductor device A1, each second semiconductor chip 32 overlaps each first semiconductor chip 31 when viewed in the second direction y, but unlike this configuration, they do not have to overlap.

図15~図18に示すように、複数の第1半導体チップ31および複数の第2半導体チップ32はそれぞれ、ソース電極301、ドレイン電極302、およびゲート電極303を有する。 As shown in FIGS. 15 to 18, the plurality of first semiconductor chips 31 and the plurality of second semiconductor chips 32 each have a source electrode 301, a drain electrode 302 and a gate electrode 303. FIG.

ソース電極301は、各第1半導体チップ31および各第2半導体チップ32の上端に設けられている。当該上端は、厚さ方向zにおいて搭載面11aが向く側の端面である。ソース電極301には、複数の第1半導体チップ31および複数の第2半導体チップ32のそれぞれの内部からソース電流が流れる。 The source electrode 301 is provided on the upper end of each first semiconductor chip 31 and each second semiconductor chip 32 . The upper end is the end surface on the side facing the mounting surface 11a in the thickness direction z. A source current flows from inside each of the plurality of first semiconductor chips 31 and the plurality of second semiconductor chips 32 to the source electrode 301 .

ドレイン電極302は、各第1半導体チップ31および各第2半導体チップ32の下端に設けられている。当該下端は、厚さ方向zにおいて搭載面11aが向く側とは反対側の端面である。ドレイン電極302には、複数の第1半導体チップ31および複数の第2半導体チップ32のそれぞれの内部に向けてドレイン電流が流れる。 A drain electrode 302 is provided at the lower end of each first semiconductor chip 31 and each second semiconductor chip 32 . The lower end is the end face on the side opposite to the side facing the mounting surface 11a in the thickness direction z. A drain current flows through the drain electrode 302 toward the interior of each of the plurality of first semiconductor chips 31 and the plurality of second semiconductor chips 32 .

ゲート電極303は、各第1半導体チップ31および各第2半導体チップ32の上端に設けられている。ゲート電極303には、複数の第1半導体チップ31および複数の第2半導体チップ32のそれぞれを駆動するためのゲート電圧が印加される。厚さ方向zに視て、ゲート電極303の面積は、ソース電極301の面積よりも小である。 The gate electrode 303 is provided on the upper end of each first semiconductor chip 31 and each second semiconductor chip 32 . A gate voltage for driving each of the plurality of first semiconductor chips 31 and the plurality of second semiconductor chips 32 is applied to the gate electrode 303 . The area of the gate electrode 303 is smaller than the area of the source electrode 301 when viewed in the thickness direction z.

複数の第1半導体チップ31および複数の第2半導体チップ32はそれぞれ、各ゲート電極303に印加されるゲート電圧に応じて、スイッチング動作を行う。スイッチング動作は、各ドレイン電極302と各ソース電極301との間に電流が流れる状態(導通状態)と電流が流れない状態(遮断状態)とが切り替わる動作である。 Each of the plurality of first semiconductor chips 31 and the plurality of second semiconductor chips 32 performs switching operation according to the gate voltage applied to each gate electrode 303 . The switching operation is an operation of switching between a state in which current flows between each drain electrode 302 and each source electrode 301 (conducting state) and a state in which current does not flow (interrupting state).

第1層51は、図11、図12および図15~図18に示すように、厚さ方向zにおいて、導電体層11(第1配線部111および第2配線部112)の搭載面11aと、複数の第1半導体チップ31および複数の第2半導体チップ32のそれぞれとの間に位置する。第1層51は、導電性を有する金属材料からなる。第1層51は、金属ベース12と熱伝導率が同一の材料、または金属ベース12よりも熱伝導率が大きい材料からなる。第1層51は、たとえば銅または銅合金により構成される。第1層51の構成材料が銅である場合、第1層51の熱伝導率は、398W/mkである。第1層51の構成材料としては、銅および銅合金の他に、たとえばアルミニウム、鉄、または、炭素などが挙げられる。 As shown in FIGS. 11, 12, and 15 to 18, the first layer 51 has a mounting surface 11a and a mounting surface 11a of the conductor layer 11 (the first wiring portion 111 and the second wiring portion 112) in the thickness direction z. , and each of the plurality of first semiconductor chips 31 and the plurality of second semiconductor chips 32 . The first layer 51 is made of a conductive metal material. The first layer 51 is made of a material having the same thermal conductivity as the metal base 12 or a material having a higher thermal conductivity than the metal base 12 . First layer 51 is made of, for example, copper or a copper alloy. When the constituent material of the first layer 51 is copper, the thermal conductivity of the first layer 51 is 398 W/mk. Examples of the constituent material of the first layer 51 include aluminum, iron, carbon, etc., in addition to copper and copper alloys.

半導体装置A1では、第1層51は、互いに分離した複数の個別部511を含む。半導体装置A1では、複数の個別部511は、複数の第1半導体チップ31および複数の第2半導体チップ32のそれぞれに個別に対応して配置されている。複数の第1半導体チップ31および複数の第2半導体チップ32はそれぞれ、複数の個別部511のいずれかに支持されている。半導体装置A1では、複数の第1半導体チップ31に対応する複数の個別部511は、第1配線部111に支持されており、第1方向xに間隔を隔てて配列されている。複数の第2半導体チップ32に対応する複数の個別部511は、第2配線部112に支持されており、第1方向xに間隔を隔てて配列されている。各個別部511は、厚さ方向zに視て矩形状(半導体装置A1では正方形状)である。個別部511の構成は、上述したものに限定されず、複数の個別部511の各々の第1方向xにおける寸法を図示された例よりも大きくして、複数の個別部511の各々が、複数の第1半導体チップ31(または複数の第2半導体チップ32)を支持する構成でもよい。たとえば、1個の個別部511が、第1方向xにおいて隣り合う2個の第1半導体チップ31(または第2半導体チップ32)を支持してもよいし、1個の個別部511が3個以上の第1半導体チップ31(または第2半導体チップ32)を支持してもよい。 In the semiconductor device A1, the first layer 51 includes a plurality of individual portions 511 separated from each other. In the semiconductor device A1, the plurality of individual portions 511 are arranged individually corresponding to the plurality of first semiconductor chips 31 and the plurality of second semiconductor chips 32, respectively. The plurality of first semiconductor chips 31 and the plurality of second semiconductor chips 32 are each supported by one of the plurality of individual portions 511 . In the semiconductor device A1, the plurality of individual portions 511 corresponding to the plurality of first semiconductor chips 31 are supported by the first wiring portion 111 and arranged at intervals in the first direction x. The plurality of individual portions 511 corresponding to the plurality of second semiconductor chips 32 are supported by the second wiring portion 112 and arranged at intervals in the first direction x. Each individual portion 511 has a rectangular shape (square shape in the semiconductor device A1) when viewed in the thickness direction z. The configuration of the individual portions 511 is not limited to that described above. may be configured to support the first semiconductor chip 31 (or the plurality of second semiconductor chips 32). For example, one individual portion 511 may support two first semiconductor chips 31 (or second semiconductor chips 32) adjacent in the first direction x, or one individual portion 511 may support three The above first semiconductor chip 31 (or second semiconductor chip 32) may be supported.

第2層52は、厚さ方向zにおいて、導電体層11(第1配線部111および第2配線部112)と、第1層51(複数の個別部511)との間に位置する。第2層52は、導電性を有し、第1配線部111および第2配線部112のそれぞれの搭載面11aと、複数の個別部511とを導通接合している。第2層52の構成材料は、たとえば錫を主成分とする鉛フリーはんだである。第2層52の厚さは、たとえば0.02mm以上0.20mm以下である。 The second layer 52 is positioned between the conductor layer 11 (the first wiring portion 111 and the second wiring portion 112) and the first layer 51 (the plurality of individual portions 511) in the thickness direction z. The second layer 52 has conductivity, and conductively joins the respective mounting surfaces 11 a of the first wiring portion 111 and the second wiring portion 112 and the plurality of individual portions 511 . The constituent material of the second layer 52 is, for example, lead-free solder whose main component is tin. The thickness of the second layer 52 is, for example, 0.02 mm or more and 0.20 mm or less.

半導体装置A1では、第2層52は、互いに分離した複数の領域を有する。第2層52の複数の領域は、複数の個別部511それぞれに個別に対応している。なお、第2層52は、複数の個別部511の幾つかに共通する領域を有する構成でもよい。たとえば、第2層52は、第1配線部111に支持された複数の個別部511に共通する領域と、第2配線部112に支持された複数の個別部511に共通する領域と、を有する構成であってもよい。 In the semiconductor device A1, the second layer 52 has multiple regions separated from each other. The plurality of regions of the second layer 52 individually correspond to the plurality of individual portions 511, respectively. Note that the second layer 52 may be configured to have a region common to some of the plurality of individual portions 511 . For example, the second layer 52 has a region common to the plurality of individual portions 511 supported by the first wiring portion 111 and a region common to the plurality of individual portions 511 supported by the second wiring portion 112. It may be a configuration.

第3層53は、厚さ方向zにおいて、第1層51(複数の個別部511)と、複数の第1半導体チップ31および複数の第2半導体チップ32のそれぞれとの間に位置する。第3層53は、導電性を有し、複数の個別部511と、複数の第1半導体チップ31および複数の第2半導体チップ32のそれぞれとを導通接合している。より具体的には、複数の第1半導体チップ31および複数の第2半導体チップ32の各ドレイン電極302と、第1層51(個別部511)とが、第3層53によって導通接合されている。第3層53は、金属材料を含む接合材からなる。半導体装置A1では、第3層53の構成材料は、銀を含む。半導体装置A1では、第3層53は焼結銀である。なお、第3層53は、銀以外の金属を含む焼結金属(たとえば焼結銅)、固相拡散接合されたアルミニウム、はんだ、あるいは金属ペースト材により構成してもよい。第3層53の厚さは、たとえば0.02mm以上0.20mm以下である。 The third layer 53 is positioned between the first layer 51 (the plurality of individual portions 511) and each of the plurality of first semiconductor chips 31 and the plurality of second semiconductor chips 32 in the thickness direction z. The third layer 53 has electrical conductivity and electrically connects the plurality of individual portions 511 to each of the plurality of first semiconductor chips 31 and the plurality of second semiconductor chips 32 . More specifically, each drain electrode 302 of the plurality of first semiconductor chips 31 and the plurality of second semiconductor chips 32 and the first layer 51 (individual portion 511) are conductively joined by the third layer 53. . The third layer 53 is made of a bonding material containing a metal material. In the semiconductor device A1, the constituent material of the third layer 53 contains silver. In the semiconductor device A1, the third layer 53 is sintered silver. The third layer 53 may be made of a sintered metal containing a metal other than silver (for example, sintered copper), solid-phase diffusion-bonded aluminum, solder, or a metal paste material. The thickness of the third layer 53 is, for example, 0.02 mm or more and 0.20 mm or less.

半導体装置A1では、上述する構成によって、複数の第1半導体チップ31および複数の第2半導体チップ32はそれぞれ、第1層51、第2層52および第3層53によって、第1配線部111または第2配線部112のいずれかに搭載されている。この構成とは異なり、第1層51、第2層52および第3層53を設けず、複数の第1半導体チップ31のそれぞれが、導電性接合材により第1配線部111に接合されていてもよいし、複数の第2半導体チップ32のそれぞれが、導電性接合材により第2配線部112に接合されていてもよい。 In the semiconductor device A1, the plurality of first semiconductor chips 31 and the plurality of second semiconductor chips 32 are formed by the first layer 51, the second layer 52 and the third layer 53, respectively. It is mounted on one of the second wiring portions 112 . Unlike this configuration, the first layer 51, the second layer 52, and the third layer 53 are not provided, and each of the plurality of first semiconductor chips 31 is bonded to the first wiring portion 111 with a conductive bonding material. Alternatively, each of the plurality of second semiconductor chips 32 may be bonded to the second wiring portion 112 with a conductive bonding material.

複数の導通部材40は、金属製の板材により構成される。当該金属は、銅または銅合金である。複数の導通部材40は、曲げ加工がなされた金属製の板材である。複数の導通部材40は、複数の第1導通部材41および複数の第2導通部材42を含む。 The plurality of conducting members 40 are made of metal plates. The metal in question is copper or a copper alloy. The plurality of conduction members 40 are metal plate members that are bent. The plurality of conducting members 40 includes a plurality of first conducting members 41 and a plurality of second conducting members 42 .

複数の第1導通部材41はそれぞれ、複数の第1半導体チップ31のいずれかのソース電極301と、第2配線部112とに接合される。各第1導通部材41と第2配線部112とは、導通部材接合層48を介して接合される。各第1導通部材41と各第1半導体チップ31のソース電極301とは、導通部材接合層49を介して接合される。第1導通部材41を接合する導通部材接合層48および導通部材接合層49は、たとえばはんだ、金属ペースト材、あるいは、焼結金属などの導電性接合材である。 Each of the plurality of first conductive members 41 is joined to one of the source electrodes 301 of the plurality of first semiconductor chips 31 and the second wiring portion 112 . Each first conduction member 41 and the second wiring portion 112 are joined via a conduction member joining layer 48 . Each first conductive member 41 and the source electrode 301 of each first semiconductor chip 31 are bonded via a conductive member bonding layer 49 . Conductive member bonding layer 48 and conductive member bonding layer 49 that bond first conductive member 41 are conductive bonding materials such as solder, metal paste, or sintered metal.

複数の第2導通部材42はそれぞれ、複数の第2半導体チップ32のいずれかのソース電極301と、第3配線部113とに接合される。各第2導通部材42と第3配線部113とは、導通部材接合層48を介して接合される。各第2導通部材42と各第2半導体チップ32のソース電極301とは、導通部材接合層49を介して接合される。第2導通部材42を接合する導通部材接合層48および導通部材接合層49は、たとえばはんだ、金属ペースト材、あるいは、焼結金属などである。 Each of the plurality of second conductive members 42 is joined to the source electrode 301 of one of the plurality of second semiconductor chips 32 and the third wiring portion 113 . Each second conducting member 42 and the third wiring portion 113 are joined via a conducting member joining layer 48 . Each second conductive member 42 and the source electrode 301 of each second semiconductor chip 32 are bonded via a conductive member bonding layer 49 . Conductive member bonding layer 48 and conductive member bonding layer 49 that bond second conductive member 42 are, for example, solder, metal paste material, or sintered metal.

半導体装置A1では、図4および図9に示すように、サーミスタ33を備える。サーミスタ33は、一対のサーミスタ搭載部116に電気的に接合されている。半導体装置A1では、サーミスタ33は、NTC(Negative Temperature Coefficient)サーミスタである。NTCサーミスタは、温度上昇に対して緩やかに抵抗が低下する特性を有する。サーミスタ33は、半導体装置A1の温度検出用センサとして用いられる。サーミスタ33は、一対のサーミスタ搭載部116および一対のサーミスタワイヤ46を介して、一対のサーミスタ端子28に導通する。 The semiconductor device A1 includes a thermistor 33 as shown in FIGS. The thermistor 33 is electrically connected to the pair of thermistor mounting portions 116 . In the semiconductor device A1, the thermistor 33 is an NTC (Negative Temperature Coefficient) thermistor. An NTC thermistor has a characteristic that its resistance gradually decreases with temperature rise. The thermistor 33 is used as a temperature detection sensor for the semiconductor device A1. The thermistor 33 is electrically connected to the pair of thermistor terminals 28 via the pair of thermistor mounting portions 116 and the pair of thermistor wires 46 .

複数の第1ゲートワイヤ431、複数の第2ゲートワイヤ432、第3ゲートワイヤ433および第4ゲートワイヤ434はそれぞれ、ボンディングワイヤである。これらの各構成材料は、たとえばアルミニウム、金、銅のいずれであってもよい。 The plurality of first gate wires 431, the plurality of second gate wires 432, the third gate wires 433 and the fourth gate wires 434 are respectively bonding wires. Each of these constituent materials may be, for example, aluminum, gold, or copper.

図4、図9、図10および図17から理解されるように、複数の第1ゲートワイヤ431はそれぞれ、一端が各第1半導体チップ31のゲート電極303に接合され、他端が第1ゲート部114に接合されている。第3ゲートワイヤ433は、一端が第1ゲート部114に接合され、他端が第1ゲート端子25Aに接合されている。これにより、第1ゲート端子25Aは、複数の第1半導体チップ31の各ゲート電極303に導通する。 4, 9, 10 and 17, each of the plurality of first gate wires 431 has one end joined to the gate electrode 303 of each first semiconductor chip 31 and the other end connected to the first gate. It is joined to the portion 114 . The third gate wire 433 has one end joined to the first gate portion 114 and the other end joined to the first gate terminal 25A. Thereby, the first gate terminal 25</b>A is electrically connected to each gate electrode 303 of the plurality of first semiconductor chips 31 .

図4、図9、図10および図17から理解されるように、複数の第2ゲートワイヤ432はそれぞれ、一端が各第2半導体チップ32のゲート電極303に接合され、他端が第2ゲート部117に接合されている。第4ゲートワイヤ434は、一端が第2ゲート部117に接合され、他端が第2ゲート端子25Bに接合されている。これにより、第2ゲート端子25Bは、複数の第2半導体チップ32の各ゲート電極303に導通する。 4, 9, 10 and 17, each of the plurality of second gate wires 432 has one end joined to the gate electrode 303 of each second semiconductor chip 32 and the other end connected to the second gate. It is joined to the portion 117 . The fourth gate wire 434 has one end joined to the second gate portion 117 and the other end joined to the second gate terminal 25B. Thereby, the second gate terminal 25B is electrically connected to each gate electrode 303 of the plurality of second semiconductor chips 32 .

複数の第1検出ワイヤ441、複数の第2検出ワイヤ442、第3検出ワイヤ443および第4検出ワイヤ444はそれぞれ、ボンディングワイヤである。これらの各構成材料は、たとえばアルミニウム、金、銅のいずれであってもよい。 The plurality of first detection wires 441, the plurality of second detection wires 442, the third detection wires 443 and the fourth detection wires 444 are respectively bonding wires. Each of these constituent materials may be, for example, aluminum, gold, or copper.

図4、図9、図10および図15に示すように、複数の第1検出ワイヤ441は、一端が各第1半導体チップ31のソース電極301に接合され、他端が第1検出部115に接合されている。第3検出ワイヤ443は、一端が第1検出部115に接合され、他端が第1検出端子26Aに接合されている。これにより、第1検出端子26Aは、複数の第1半導体チップ31の各ソース電極301に導通する。 As shown in FIGS. 4, 9, 10 and 15, the plurality of first detection wires 441 has one end joined to the source electrode 301 of each first semiconductor chip 31 and the other end connected to the first detection section 115. are spliced. The third detection wire 443 has one end joined to the first detection section 115 and the other end joined to the first detection terminal 26A. As a result, the first detection terminals 26A are electrically connected to the respective source electrodes 301 of the plurality of first semiconductor chips 31 .

図4、図9、図10および図17から理解されるように、複数の第2検出ワイヤ442は、一端が各第2半導体チップ32のソース電極301に接合され、他端が第2検出部118に接合されている。第4検出ワイヤ444は、一端が第2検出部118に接合され、他端が第2検出端子26Bに接合されている。これにより、第2検出端子26Bは、複数の第2半導体チップ32の各ソース電極301に導通する。 As can be understood from FIGS. 4, 9, 10 and 17, the plurality of second detection wires 442 has one end joined to the source electrode 301 of each second semiconductor chip 32 and the other end connected to the second detection section. 118. The fourth detection wire 444 has one end joined to the second detection section 118 and the other end joined to the second detection terminal 26B. Thereby, the second detection terminal 26B is electrically connected to each source electrode 301 of the plurality of second semiconductor chips 32 .

電源電流検出ワイヤ45および一対のサーミスタワイヤ46はそれぞれ、ボンディングワイヤである。これらの各構成材料は、たとえばアルミニウム、金、銅のいずれであってもよい。電源電流検出ワイヤ45は、図10に示すように、電源電流検出端子27と第1配線部111とに接合されている。電源電流検出ワイヤ45により、電源電流検出端子27は、第1配線部111に導通する。一対のサーミスタワイヤ46はそれぞれ、一対のサーミスタ端子28および一対のサーミスタ搭載部116に個別に接合されている。各サーミスタワイヤ46により、各サーミスタ端子28は、各サーミスタ搭載部116に導通する。 The power supply current detection wire 45 and the pair of thermistor wires 46 are bonding wires, respectively. Each of these constituent materials may be, for example, aluminum, gold, or copper. The power current detection wire 45 is joined to the power current detection terminal 27 and the first wiring portion 111, as shown in FIG. The power current detection wire 45 electrically connects the power current detection terminal 27 to the first wiring portion 111 . A pair of thermistor wires 46 are individually joined to a pair of thermistor terminals 28 and a pair of thermistor mounting portions 116, respectively. Each thermistor wire 46 conducts each thermistor terminal 28 to each thermistor mounting portion 116 .

ケース60は、図3~図7に示すように、厚さ方向zに視て導電体層11(金属基板10)を囲む電気絶縁部材である。ケース60の構成材料は、PPS(ポリフェニレンサルファイド)など、耐熱性に優れた合成樹脂である。ケース60は、一対の第1側壁611、一対の第2側壁612、複数の取付部62、電源端子台63および出力端子台64を含む。また、ケース60は、金属基板10を底板として含んでいる。 As shown in FIGS. 3 to 7, the case 60 is an electrically insulating member surrounding the conductor layer 11 (metal substrate 10) when viewed in the thickness direction z. A constituent material of the case 60 is a synthetic resin having excellent heat resistance, such as PPS (polyphenylene sulfide). The case 60 includes a pair of first side walls 611 , a pair of second side walls 612 , multiple mounting portions 62 , a power terminal block 63 and an output terminal block 64 . Moreover, the case 60 includes the metal substrate 10 as a bottom plate.

図2および図4に示すように、一対の第1側壁611は、第1方向xにおいて互いに離間している。一対の第1側壁611は、第2方向yおよび厚さ方向zの双方に沿って配置されている。 As shown in FIGS. 2 and 4, the pair of first sidewalls 611 are spaced apart from each other in the first direction x. A pair of first side walls 611 are arranged along both the second direction y and the thickness direction z.

図2および図4に示すように、一対の第2側壁612は、第2方向yにおいて互いに離間している。一対の第2側壁612は、第1方向xおよび厚さ方向zの双方に沿って配置されている。第1方向xにおける一対の第2側壁612の両端は、一対の第1側壁611につながっている。一方の第2側壁612の内部には、第1ゲート端子25A、第1検出端子26A、電源電流検出端子27および一対のサーミスタ端子28が配置されている。また、他方の第2側壁612の内部には、第2ゲート端子25Bおよび第2検出端子26Bが配置されている。図9、図10、図12に示すように、厚さ方向zにおいて導電体層11(金属基板10)に近接するこれらの端子の端部は、一対の第2側壁612に支持されている。 As shown in FIGS. 2 and 4, the pair of second sidewalls 612 are spaced apart from each other in the second direction y. A pair of second side walls 612 are arranged along both the first direction x and the thickness direction z. Both ends of the pair of second side walls 612 in the first direction x are connected to the pair of first side walls 611 . A first gate terminal 25A, a first detection terminal 26A, a power supply current detection terminal 27 and a pair of thermistor terminals 28 are arranged inside one of the second side walls 612 . A second gate terminal 25B and a second detection terminal 26B are arranged inside the other second side wall 612 . As shown in FIGS. 9, 10, and 12, the ends of these terminals that are close to the conductor layer 11 (metal substrate 10) in the thickness direction z are supported by a pair of second sidewalls 612. As shown in FIGS.

図2、図9および図10に示すように、複数の取付部62は、厚さ方向zに視てケース60の四隅に設けられた部分である。複数の取付部62の各々には、厚さ方向zに貫通する貫通孔が形成されており、当該各貫通孔には取付部材621がはまっている。各取付部材621には、厚さ方向zに貫通する取付孔621aが設けられている。半導体装置A1では、たとえば図示しない締結部材を取付孔621aにはめ込むことで、図示しない放熱部材(たとえばヒートシンク)を取り付け可能である。 As shown in FIGS. 2, 9 and 10, the plurality of mounting portions 62 are portions provided at the four corners of the case 60 when viewed in the thickness direction z. Each of the plurality of mounting portions 62 is formed with a through-hole penetrating in the thickness direction z, and a mounting member 621 is fitted in each of the through-holes. Each mounting member 621 is provided with a mounting hole 621a penetrating in the thickness direction z. In the semiconductor device A1, for example, by fitting a fastening member (not shown) into the mounting hole 621a, a heat dissipating member (for example, a heat sink) (not shown) can be attached.

図2、図6および図9に示すように、電源端子台63は、一方の第1側壁611から第1方向xの外方に向けて突出している。電源端子台63には、第1電源端子23Aおよび第2電源端子23Bが支持される。電源端子台63は、第1端子台631および第2端子台632を有する。第1端子台631および第2端子台632は、第2方向yにおいて互いに離間している。第1端子台631には、第1電源端子23Aが支持される。第1端子台631から第1電源端子23Aの外部接続部231が露出している。第2端子台632には、第2電源端子23Bが支持される。第2端子台632から第2電源端子23Bの外部接続部231が露出している。第1端子台631と第2端子台632との間には、第1方向xに延びる複数の溝部633が形成されている。図9および図13に示すように、第1端子台631および第2端子台632の内部には、一対のナット634および一対の中間部材635が配置されている。中間部材635は、ナット634に対して厚さ方向zの他方側(図13の下方側)に位置し、当該ナット634に当接している。一方のナット634および中間部材635は、第1電源端子23Aの外部接続部231および中間部233に係止されている。他方のナット634および中間部材635は、第2電源端子23Bの外部接続部231および中間部233に係止されている。一対の中間部材635それぞれの一部は、電源端子台63から露出している。一対のナット634は、第1電源端子23Aおよび第2電源端子23Bに設けられた一対の接続孔231aに対応している。一対の接続孔231aに挿入されたボルトなどの締結部材は、一対のナット634にはめ合う。 As shown in FIGS. 2, 6 and 9, the power terminal block 63 protrudes outward in the first direction x from one first side wall 611 . The power terminal block 63 supports the first power terminal 23A and the second power terminal 23B. The power terminal block 63 has a first terminal block 631 and a second terminal block 632 . The first terminal block 631 and the second terminal block 632 are separated from each other in the second direction y. The first terminal block 631 supports the first power terminal 23A. The external connection portion 231 of the first power terminal 23A is exposed from the first terminal block 631 . The second terminal block 632 supports the second power terminal 23B. The external connection portion 231 of the second power terminal 23B is exposed from the second terminal block 632 . A plurality of grooves 633 extending in the first direction x are formed between the first terminal block 631 and the second terminal block 632 . As shown in FIGS. 9 and 13 , a pair of nuts 634 and a pair of intermediate members 635 are arranged inside the first terminal block 631 and the second terminal block 632 . The intermediate member 635 is located on the other side of the nut 634 in the thickness direction z (lower side in FIG. 13) and is in contact with the nut 634 . One nut 634 and intermediate member 635 are engaged with the external connection portion 231 and the intermediate portion 233 of the first power terminal 23A. The other nut 634 and intermediate member 635 are engaged with the external connection portion 231 and intermediate portion 233 of the second power terminal 23B. A part of each of the pair of intermediate members 635 is exposed from the power terminal block 63 . A pair of nuts 634 correspond to a pair of connection holes 231a provided in the first power terminal 23A and the second power terminal 23B. Fastening members such as bolts inserted into the pair of connection holes 231 a are fitted to the pair of nuts 634 .

図2、図7および図10に示すように、出力端子台64は、他方の第1側壁611から第1方向xの外方に向けて突出している。出力端子台64には、出力端子24が支持されている。出力端子台64は、第1端子台641および第2端子台642を有する。第1端子台641および第2端子台642は、第2方向yにおいて互いに離間している。第1端子台641には、出力端子24の第1端子部24Aが支持される。第1端子台641から第1端子部24Aの外部接続部241が露出している。第2端子台642には、出力端子24の第2端子部24Bが支持される。第2端子台642から第2端子部24Bの外部接続部241が露出している。第1端子台641と第2端子台642との間には、第1方向xに延びる複数の溝部643が形成されている。図10および図14に示すように、第1端子台641および第2端子台642の内部には、一対のナット644および一対の中間部材645が配置されている。中間部材645は、ナット644に対して厚さ方向zの他方側(図14の下方側)に位置し、当該ナット644に当接している。一方のナット644および中間部材645は、第1端子部24Aの外部接続部241および中間部243に係止されている。他方のナット644および中間部材645は、第2端子部24Bの外部接続部241および中間部243に係止されている。一対の中間部材645それぞれの一部は、出力端子台64から露出している。一対のナット644は、第1端子部24Aおよび第2端子部24Bに設けられた一対の接続孔241aに対応している。一対の接続孔241aに挿入されたボルトなどの締結部材は、一対のナット644にはめ合う。 As shown in FIGS. 2, 7 and 10, the output terminal block 64 protrudes outward in the first direction x from the other first side wall 611 . The output terminal block 64 supports the output terminals 24 . The output terminal block 64 has a first terminal block 641 and a second terminal block 642 . The first terminal block 641 and the second terminal block 642 are separated from each other in the second direction y. The first terminal block 641 supports the first terminal portion 24A of the output terminal 24 . The external connection portion 241 of the first terminal portion 24A is exposed from the first terminal block 641 . The second terminal block 642 supports the second terminal portion 24B of the output terminal 24 . The external connection portion 241 of the second terminal portion 24B is exposed from the second terminal block 642 . A plurality of grooves 643 extending in the first direction x are formed between the first terminal block 641 and the second terminal block 642 . As shown in FIGS. 10 and 14 , a pair of nuts 644 and a pair of intermediate members 645 are arranged inside the first terminal block 641 and the second terminal block 642 . The intermediate member 645 is located on the other side of the nut 644 in the thickness direction z (lower side in FIG. 14) and is in contact with the nut 644 . One nut 644 and intermediate member 645 are engaged with the external connection portion 241 and intermediate portion 243 of the first terminal portion 24A. The other nut 644 and intermediate member 645 are engaged with the external connection portion 241 and intermediate portion 243 of the second terminal portion 24B. A part of each of the pair of intermediate members 645 is exposed from the output terminal block 64 . A pair of nuts 644 correspond to a pair of connection holes 241a provided in the first terminal portion 24A and the second terminal portion 24B. Fastening members such as bolts inserted into the pair of connection holes 241 a are fitted to the pair of nuts 644 .

樹脂部材70は、図11および図12に示すように、ケース60および金属基板10により囲まれた領域に収容されている。樹脂部材70は、厚さ方向zに積層された第1樹脂層71および第2樹脂層72を含む。第1樹脂層71および第2樹脂層72はそれぞれ、ケース60および金属基板10により囲まれた領域に収容されている。 Resin member 70 is accommodated in a region surrounded by case 60 and metal substrate 10, as shown in FIGS. The resin member 70 includes a first resin layer 71 and a second resin layer 72 laminated in the thickness direction z. First resin layer 71 and second resin layer 72 are housed in regions surrounded by case 60 and metal substrate 10, respectively.

第1樹脂層71は、金属基板10上に形成されている。第1樹脂層71は、複数の第1半導体チップ31および複数の第2半導体チップ32をそれぞれ覆う。第1樹脂層71の厚さ(絶縁層13の上面から第1樹脂層71の上面までの厚さ方向zに沿う距離)は、第1半導体チップ31または第2半導体チップ32のうちの最上面以上であり、第2側壁612の最上面以下である。つまり、第1樹脂層71は、第1半導体チップ31および第2半導体チップ32を覆う高さ以上、ケース60から溢れない高さまでとなるように形成される。 The first resin layer 71 is formed on the metal substrate 10 . The first resin layer 71 covers the plurality of first semiconductor chips 31 and the plurality of second semiconductor chips 32 respectively. The thickness of the first resin layer 71 (the distance along the thickness direction z from the top surface of the insulating layer 13 to the top surface of the first resin layer 71) is the top surface of the first semiconductor chip 31 or the second semiconductor chip 32. above and below the top surface of the second side wall 612 . That is, the first resin layer 71 is formed so as to have a height equal to or higher than the height covering the first semiconductor chip 31 and the second semiconductor chip 32 and a height not overflowing the case 60 .

第2樹脂層72は、第1樹脂層71上に形成されている。第2樹脂層72の上面(厚さ方向z上方を向く面)は、半導体装置A1の外部に露出しており、第2樹脂層72の下面(厚さ方向z下方を向く面)は、第1樹脂層71の上面(厚さ方向z下方を向く面)に接する。第2樹脂層72の厚さ(第2樹脂層72の下面から第2樹脂層72の上面までの厚さ方向zに沿う距離)は、第2側壁612の最上面から第1半導体チップ31または第2半導体チップ32の最上面までの距離以下である。たとえば、第2樹脂層72の厚さは、第1樹脂層71の厚さに対して20%以上80%以下である。 The second resin layer 72 is formed on the first resin layer 71 . The upper surface of the second resin layer 72 (the surface facing upward in the thickness direction z) is exposed to the outside of the semiconductor device A1, and the lower surface of the second resin layer 72 (the surface facing downward in the thickness direction z) is 1 contacts the upper surface of the resin layer 71 (the surface facing downward in the thickness direction z). The thickness of the second resin layer 72 (the distance from the lower surface of the second resin layer 72 to the upper surface of the second resin layer 72 along the thickness direction z) is the distance from the uppermost surface of the second side wall 612 to the first semiconductor chip 31 or It is equal to or less than the distance to the top surface of the second semiconductor chip 32 . For example, the thickness of the second resin layer 72 is 20% or more and 80% or less of the thickness of the first resin layer 71 .

第1樹脂層71と第2樹脂層72とは、エポキシ樹脂またはシリコーンゲルを主剤とする材料からなり、たとえば、この主剤に、たとえばシリカまたはBN(窒化ホウ素)などのフィラーが含有されている。第1樹脂層71と第2樹脂層72とは、主剤の組成、並びに、主剤に含まれるフィラーの量および種類の違いなどにより、熱膨張率が互いに異なる。第2樹脂層72の熱膨張率は、第1樹脂層71の熱膨張率よりも高い。たとえば、フィラーの量によって、熱膨張率が変化し、たとえば、フィラーの量が増えると熱膨張率が下がる傾向がある。第1樹脂層71の熱膨張率は、各第1半導体チップ31および各第2半導体チップ32の熱膨張率との差が、金属基板10の熱膨張率との差よりも小さい。よって、第1樹脂層71の熱膨張率は、金属基板10の熱膨張率よりも各第1半導体チップ31および各第2半導体チップ32の熱膨張率に近い値である。また、第2樹脂層72の熱膨張率は、たとえば金属基板10の熱膨張率に対して50%以上150%以下である。一例では、半導体装置A1において、金属基板10の熱膨張率は約16[10-6/K]、各第1半導体チップ31および各第2半導体チップ32の熱膨張率は約4[10-6/K]、第1樹脂層71の熱膨張率は約9[10-6/K]、第2樹脂層72の熱膨張率は約16[10-6/K]である。ただし、これらの熱膨張率は、先述の数値例に限定されない。本開示において、金属基板10の熱膨張率とは、金属基板10として捉えたときの熱膨張率であり、導電体層11、金属ベース12および絶縁層13の各熱膨張率により決まる。本実施形態では、金属基板10のうち、金属ベース12が導電体層11および絶縁層13よりも相対的に体積が大きく、金属基板10の熱膨張率は、金属ベース12単体の熱膨張率に近い値となる。 The first resin layer 71 and the second resin layer 72 are made of a material containing epoxy resin or silicone gel as a main agent. For example, this main agent contains a filler such as silica or BN (boron nitride). The first resin layer 71 and the second resin layer 72 have different coefficients of thermal expansion due to differences in the composition of the main agent and the amount and type of filler contained in the main agent. The coefficient of thermal expansion of the second resin layer 72 is higher than the coefficient of thermal expansion of the first resin layer 71 . For example, the amount of filler changes the coefficient of thermal expansion, eg, increasing the amount of filler tends to decrease the coefficient of thermal expansion. The difference between the thermal expansion coefficient of the first resin layer 71 and the thermal expansion coefficients of the first semiconductor chips 31 and the second semiconductor chips 32 is smaller than that of the metal substrate 10 . Therefore, the thermal expansion coefficient of the first resin layer 71 is closer to the thermal expansion coefficients of the first semiconductor chips 31 and the second semiconductor chips 32 than the thermal expansion coefficient of the metal substrate 10 . Also, the thermal expansion coefficient of the second resin layer 72 is, for example, 50% or more and 150% or less with respect to the thermal expansion coefficient of the metal substrate 10 . For example, in the semiconductor device A1, the thermal expansion coefficient of the metal substrate 10 is about 16 [10 -6 /K], and the thermal expansion coefficient of each first semiconductor chip 31 and each second semiconductor chip 32 is about 4 [10 -6 /K]. /K], the coefficient of thermal expansion of the first resin layer 71 is about 9 [10 -6 /K], and the coefficient of thermal expansion of the second resin layer 72 is about 16 [10 -6 /K]. However, these coefficients of thermal expansion are not limited to the above numerical examples. In the present disclosure, the thermal expansion coefficient of the metal substrate 10 is the thermal expansion coefficient of the metal substrate 10 , and is determined by the thermal expansion coefficients of the conductor layer 11 , metal base 12 and insulating layer 13 . In this embodiment, of the metal substrate 10, the metal base 12 has a relatively larger volume than the conductor layer 11 and the insulating layer 13, and the thermal expansion coefficient of the metal substrate 10 is equal to the thermal expansion coefficient of the metal base 12 alone. close values.

半導体装置A1では、第1樹脂層71と第2樹脂層72との熱膨張率の差、および、第1樹脂層71の厚さ、第2樹脂層72の厚さなどによって、上述する通り、金属ベース12の裏面12bの湾曲度合いが変わり、凸面または平面となる。 In the semiconductor device A1, due to the difference in coefficient of thermal expansion between the first resin layer 71 and the second resin layer 72, the thickness of the first resin layer 71, the thickness of the second resin layer 72, etc., as described above, The degree of curvature of the back surface 12b of the metal base 12 changes to be convex or flat.

半導体装置A1においては、上アーム回路および下アーム回路の2つのスイッチング回路が構成されている。上アーム回路は、第1配線部111と、第1配線部111に搭載された複数の第1半導体チップ31とにより構成される。複数の第1半導体チップ31は、第1電源端子23Aと出力端子24との間において並列接続されている。上アーム回路における複数の第1半導体チップ31のゲート電極303はそれぞれ、第1ゲート端子25Aに並列接続されている。半導体装置A1の外部に配置されたゲートドライバなどの駆動回路により、第1ゲート端子25Aにゲート電圧が印加されることで、上アーム回路における複数の第1半導体チップ31は同時に駆動する。上アーム回路における複数の第1半導体チップ31のソース電極301はそれぞれ、第1ゲート端子25Aに並列接続されている。上アーム回路における複数の第1半導体チップ31に流れるソース電流は、第1検出端子26Aを介して、半導体装置A1の外部に配置された半導体装置A1の制御回路に入力される。 Semiconductor device A1 includes two switching circuits, an upper arm circuit and a lower arm circuit. The upper arm circuit is composed of a first wiring portion 111 and a plurality of first semiconductor chips 31 mounted on the first wiring portion 111 . A plurality of first semiconductor chips 31 are connected in parallel between the first power terminal 23A and the output terminal 24 . The gate electrodes 303 of the plurality of first semiconductor chips 31 in the upper arm circuit are each connected in parallel to the first gate terminal 25A. A driving circuit such as a gate driver arranged outside the semiconductor device A1 applies a gate voltage to the first gate terminal 25A, thereby simultaneously driving the plurality of first semiconductor chips 31 in the upper arm circuit. The source electrodes 301 of the plurality of first semiconductor chips 31 in the upper arm circuit are each connected in parallel to the first gate terminal 25A. Source currents flowing through the plurality of first semiconductor chips 31 in the upper arm circuit are input to the control circuit of the semiconductor device A1 arranged outside the semiconductor device A1 via the first detection terminals 26A.

下アーム回路は、第2配線部112と、第2配線部112に搭載された複数の第2半導体チップ32とにより構成される。複数の第2半導体チップ32は、出力端子24と第2電源端子23Bとの間において並列接続されている。下アーム回路における複数の第2半導体チップ32のゲート電極303はそれぞれ、第2ゲート端子25Bに並列接続されている。半導体装置A1の外部に配置されたゲートドライバなどの駆動回路により、第2ゲート端子25Bにゲート電圧が印加されることで、下アーム回路における複数の第2半導体チップ32は同時に駆動する。下アーム回路における複数の第2半導体チップ32のソース電極301はそれぞれ、第2検出端子26Bに並列接続されている。下アーム回路における複数の第2半導体チップ32に流れるソース電流は、第2検出端子26Bを介して、半導体装置A1の外部に配置された半導体装置A1の制御回路に入力される。 The lower arm circuit is composed of a second wiring portion 112 and a plurality of second semiconductor chips 32 mounted on the second wiring portion 112 . A plurality of second semiconductor chips 32 are connected in parallel between the output terminal 24 and the second power terminal 23B. The gate electrodes 303 of the plurality of second semiconductor chips 32 in the lower arm circuit are each connected in parallel to the second gate terminal 25B. A driving circuit such as a gate driver arranged outside the semiconductor device A1 applies a gate voltage to the second gate terminal 25B, thereby simultaneously driving the plurality of second semiconductor chips 32 in the lower arm circuit. The source electrodes 301 of the plurality of second semiconductor chips 32 in the lower arm circuit are each connected in parallel to the second detection terminal 26B. Source currents flowing through the plurality of second semiconductor chips 32 in the lower arm circuit are input to the control circuit of the semiconductor device A1 arranged outside the semiconductor device A1 via the second detection terminals 26B.

第1電源端子23Aおよび第2電源端子23Bに直流電源が接続され、かつ上アーム回路における複数の第1半導体チップ31および下アーム回路における複数の第2半導体チップ32が駆動することによって、出力端子24(第1端子部24Aおよび第2端子部24B)のそれぞれから様々な周波数の交流電圧が出力される。出力端子24から出力された当該交流電圧は、モータなどの電力供給対象に供給される。 A DC power supply is connected to the first power supply terminal 23A and the second power supply terminal 23B, and by driving the plurality of first semiconductor chips 31 in the upper arm circuit and the plurality of second semiconductor chips 32 in the lower arm circuit, the output terminal 24 (first terminal portion 24A and second terminal portion 24B) output AC voltages of various frequencies. The AC voltage output from the output terminal 24 is supplied to a power supply target such as a motor.

次に、半導体装置A1の製造方法について、説明する。 Next, a method for manufacturing the semiconductor device A1 will be described.

まず、金属基板10を準備する。準備する金属基板10は、導電体層11、金属ベース12および絶縁層13が、上述の通り積層された構成である。 First, a metal substrate 10 is prepared. The metal substrate 10 to be prepared has a structure in which the conductor layer 11, the metal base 12 and the insulating layer 13 are laminated as described above.

次いで、金属基板10の厚さ方向zの一方側に、複数の第1半導体チップ31および複数の第2半導体チップ32を搭載する(マウント工程)。具体的には、金属基板10の上方側(絶縁層13に対して導電体層11が形成された側)であって、第1配線部111上に複数の第1半導体チップ31を搭載し、第2配線部112上に複数の第2半導体チップ32を搭載する。このとき、第1層51(複数の個別部511)、第2層52および第3層53を介して、複数の第1半導体チップ31が第1配線部111に接合され、複数の第2半導体チップ32が第2配線部112に接合される。 Next, the plurality of first semiconductor chips 31 and the plurality of second semiconductor chips 32 are mounted on one side of the metal substrate 10 in the thickness direction z (mounting step). Specifically, a plurality of first semiconductor chips 31 are mounted on the first wiring portion 111 on the upper side of the metal substrate 10 (the side on which the conductor layer 11 is formed with respect to the insulating layer 13), A plurality of second semiconductor chips 32 are mounted on the second wiring portion 112 . At this time, the plurality of first semiconductor chips 31 are bonded to the first wiring portion 111 via the first layer 51 (the plurality of individual portions 511), the second layer 52, and the third layer 53, and the plurality of second semiconductor chips A chip 32 is bonded to the second wiring portion 112 .

次いで、第1電源端子23A、第2電源端子23Bおよび出力端子24を導電体層11にそれぞれ接合する。第1電源端子23A、第2電源端子23Bおよび出力端子24の接合は、たとえば超音波接合によるが、超音波接合ではなく、レーザ接合、導電性接合材を介した接合など他の接合方法であってもよい。なお、このとき、他の端子(第1ゲート端子25A,第2ゲート端子25B、第1検出端子26A、第2検出端子26Bなど)も上述する位置に配置しておく。 Next, the first power terminal 23A, the second power terminal 23B and the output terminal 24 are joined to the conductor layer 11, respectively. The first power supply terminal 23A, the second power supply terminal 23B and the output terminal 24 are joined by, for example, ultrasonic joining, but other joining methods such as laser joining or joining via a conductive joining material may be used instead of ultrasonic joining. may At this time, other terminals (the first gate terminal 25A, the second gate terminal 25B, the first detection terminal 26A, the second detection terminal 26B, etc.) are also arranged at the positions described above.

次いで、複数の導通部材40(複数の第1導通部材41および複数の第2導通部材42)、および、複数のワイヤ類(各ゲートワイヤ431~434、各検出ワイヤ441~444など)の接合をそれぞれ行う。 Next, the plurality of conducting members 40 (the plurality of first conducting members 41 and the plurality of second conducting members 42) and the plurality of wires (the gate wires 431 to 434, the detection wires 441 to 444, etc.) are joined. Do each.

次いで、金属基板10上に第1半導体チップ31および第2半導体チップ32を囲むようにケース60を配置する(ケース配置工程)。ケース配置工程では、たとえばモールド成形によりケース60を形成することで、ケース60を金属基板10上に配置する。ケース60の形成は、金属基板10上に直接形成してもよいし、ケース60単体を形成後に金属基板10上に載置してもよい。ケース60単体を形成する際には、たとえばインサート成形により、ケース60に、各端子(第1電源端子23A、第2電源端子23B、出力端子24、第1ゲート端子25A,第2ゲート端子25B、第1検出端子26A、第2検出端子26Bなど)を取り付けてもよい。ケース配置工程は、複数の導通部材40および複数のワイヤ類の接合前であってもよい。 Next, the case 60 is arranged on the metal substrate 10 so as to surround the first semiconductor chip 31 and the second semiconductor chip 32 (case arrangement step). In the case placement step, the case 60 is placed on the metal substrate 10 by forming the case 60 by molding, for example. The case 60 may be formed directly on the metal substrate 10, or may be placed on the metal substrate 10 after forming the case 60 alone. When forming the case 60 alone, each terminal (first power terminal 23A, second power terminal 23B, output terminal 24, first gate terminal 25A, second gate terminal 25B, 1st detection terminal 26A, 2nd detection terminal 26B, etc.) may be attached. The case arranging step may be performed before joining the plurality of conducting members 40 and the plurality of wires.

次いで、金属基板10上であって、ケース60の収容空間に樹脂部材70を形成する(樹脂部材形成工程)。樹脂部材形成工程では、まず、ポッティングにより第1樹脂層71を形成する。具体的には、第1樹脂層71の素材である第1樹脂材料をケース60内に流し込み、この第1樹脂材料を硬化させる。これにより、第1樹脂層71が形成される。次いで、ポッティングにより第2樹脂層72の素材である第2樹脂材料を、ケース60内部の第1樹脂層71上に流し込み、この第2樹脂材料を硬化させる。これにより、第2樹脂層72が形成される。 Next, the resin member 70 is formed in the housing space of the case 60 on the metal substrate 10 (resin member forming step). In the resin member forming step, first, the first resin layer 71 is formed by potting. Specifically, a first resin material, which is the material of the first resin layer 71, is poured into the case 60 and cured. Thereby, the first resin layer 71 is formed. Next, the second resin material, which is the material of the second resin layer 72, is poured onto the first resin layer 71 inside the case 60 by potting, and the second resin material is cured. Thereby, the second resin layer 72 is formed.

以上に示す工程を経ることで、半導体装置A1が製造される。上述した半導体装置A1の製造方法は、一例であって、これに限定されない。 Through the steps described above, the semiconductor device A1 is manufactured. The manufacturing method of the semiconductor device A1 described above is an example, and is not limited to this.

半導体装置A1の作用および効果は、次の通りである。 The actions and effects of the semiconductor device A1 are as follows.

半導体装置A1は、第1樹脂層71および第2樹脂層72を有する樹脂部材70を備えている。第1樹脂層71は、金属基板10上に形成され且つ第1半導体チップ31(および第2半導体チップ32)を覆う。第2樹脂層72は、第1樹脂層71上に形成されている。そして、第1樹脂層71の熱膨張率は、第1半導体チップ31(および第2半導体チップ32)の熱膨張率との差が金属基板10の熱膨張率との差よりも小さく、第2樹脂層72の熱膨張率は、第1樹脂層71の熱膨張率よりも高い。半導体装置A1では、たとえば、第1半導体チップ31(および第2半導体チップ32)の熱膨張率が約4[10-6/K]、金属基板10の熱膨張率が約16[10-6/K]であるのに対して、第1樹脂層71の熱膨張率は、約9[10-6/K]であり、第2樹脂層72の熱膨張率は約16[10-6/K]であることで、上記熱膨張率の関係を満たしている。 A semiconductor device A1 includes a resin member 70 having a first resin layer 71 and a second resin layer 72 . The first resin layer 71 is formed on the metal substrate 10 and covers the first semiconductor chip 31 (and the second semiconductor chip 32). The second resin layer 72 is formed on the first resin layer 71 . The thermal expansion coefficient of the first resin layer 71 is smaller than the thermal expansion coefficient of the first semiconductor chip 31 (and the second semiconductor chip 32). The coefficient of thermal expansion of the resin layer 72 is higher than the coefficient of thermal expansion of the first resin layer 71 . In the semiconductor device A1, for example, the coefficient of thermal expansion of the first semiconductor chip 31 (and the second semiconductor chip 32) is approximately 4 [10 -6 /K], and the coefficient of thermal expansion of the metal substrate 10 is approximately 16 [10 -6 /K]. K], the coefficient of thermal expansion of the first resin layer 71 is about 9 [10 -6 /K], and the coefficient of thermal expansion of the second resin layer 72 is about 16 [10 -6 /K ] satisfies the relationship of the coefficient of thermal expansion.

半導体装置A1と異なる構成であって、樹脂部材70が第2樹脂層72を有さず第1樹脂層71だけで構成された半導体装置A1’(図19参照)では、第1半導体チップ31と第1樹脂層71との剥離を抑制するために、第1樹脂層71の熱膨張率と第1半導体チップ31の熱膨張率との差を小さくすることがある。この場合、第1樹脂層71と金属基板10との熱膨張率との差が大きくなり、この熱膨張率の差により金属基板10に反りが生じて、金属ベース12の裏面12bが凹面となることがある。なお、図19では、金属基板10の反りにより、裏面12bだけが厚さ方向z上方に湾曲した例を示しているが、金属基板10全体が厚さ方向z上方に湾曲することもある。この場合、図19に示すように、耐熱グリース92を介して冷却器91を取り付けると、冷却器91(耐熱グリース92を含む)と半導体装置A1’との間に隙間93が生じる虞がある。したがって、このような半導体装置A1’では、冷却器91を取り付ける上で、冷却器との密着性が良好でなかった。 In a semiconductor device A1′ (see FIG. 19), which has a configuration different from that of the semiconductor device A1, and in which the resin member 70 does not have the second resin layer 72 and is composed only of the first resin layer 71, the first semiconductor chip 31 and the In order to suppress peeling from the first resin layer 71, the difference between the coefficient of thermal expansion of the first resin layer 71 and the coefficient of thermal expansion of the first semiconductor chip 31 may be reduced. In this case, the difference in the coefficient of thermal expansion between the first resin layer 71 and the metal substrate 10 increases, and this difference in coefficient of thermal expansion causes the metal substrate 10 to warp and the back surface 12b of the metal base 12 to become concave. Sometimes. Although FIG. 19 shows an example in which only the back surface 12b is curved upward in the thickness direction z due to warpage of the metal substrate 10, the entire metal substrate 10 may be curved upward in the thickness direction z. In this case, as shown in FIG. 19, if the cooler 91 is attached via the heat-resistant grease 92, there is a risk that a gap 93 will be formed between the cooler 91 (including the heat-resistant grease 92) and the semiconductor device A1'. Therefore, in such a semiconductor device A1', when attaching the cooler 91, the adhesion with the cooler was not good.

一方、半導体装置A1では、樹脂部材70が、熱膨張率が第1樹脂層71よりも高い第2樹脂層72を有することで、金属基板10の反りが抑制され、金属ベース12の裏面12bが凹面となることを抑制できる。したがって、半導体装置A1では、上記隙間93の形成が抑制される。つまり、半導体装置A1は、冷却器などの取付対象に取り付ける上で、当該取付対象との密着性を良好にすることが可能となる。 On the other hand, in the semiconductor device A1, since the resin member 70 has the second resin layer 72 having a higher thermal expansion coefficient than the first resin layer 71, the warping of the metal substrate 10 is suppressed, and the back surface 12b of the metal base 12 is A concave surface can be suppressed. Therefore, in the semiconductor device A1, formation of the gap 93 is suppressed. That is, when the semiconductor device A1 is attached to an attachment target such as a cooler, it is possible to improve the adhesion to the attachment target.

半導体装置A1は、樹脂部材70を収容するケース60を備えている。この構成では、各第1半導体チップ31および各第2半導体チップ32の発熱時に、樹脂部材70の熱膨張がケース60によって拘束されるため、金属基板10に加わる熱応力が大きくなる。その結果、上記半導体装置A1’(図19参照)のように、樹脂部材70が第1樹脂層71のみで構成された場合には、金属基板10の上方への反りが大きくなり、金属ベース12の裏面12bの凹面度合いが大きくなる。金属基板10の反りが大きいほど、半導体装置A1と冷却器との密着性が低下するため、ケース60を備える半導体装置A1において、樹脂部材70が第1樹脂層71および第2樹脂層72を含む構成にすることは、半導体装置A1と上記取付対象との密着性を良好にする上でより有効である。 The semiconductor device A1 includes a case 60 that accommodates a resin member 70. As shown in FIG. In this configuration, the thermal expansion of the resin member 70 is restricted by the case 60 when the first semiconductor chips 31 and the second semiconductor chips 32 generate heat, so the thermal stress applied to the metal substrate 10 increases. As a result, as in the semiconductor device A1' (see FIG. 19), when the resin member 70 is composed only of the first resin layer 71, the upward warp of the metal substrate 10 increases, and the metal base 12 The degree of concave surface of the back surface 12b of is increased. As the warpage of the metal substrate 10 increases, the adhesion between the semiconductor device A1 and the cooler decreases. This configuration is more effective in improving the adhesion between the semiconductor device A1 and the mounting object.

半導体装置A1では、金属ベース12の裏面12bが湾曲しており、厚さ方向z下方に凸である。図20は、半導体装置A1に、耐熱グリース92を介して冷却器91を取り付けた状態を示している。なお、図20では、金属基板10の反りにより、裏面12bだけが厚さ方向z下方に湾曲した例を示しているが、金属基板10全体が厚さ方向z下方に湾曲することもある。図20に示すように、裏面12bが凸面である場合、耐熱グリース92が押し当てられ、半導体装置A1の周囲に追い出される。そのため、半導体装置A1と冷却器91(耐熱グリース92を含む)の間において、上記隙間93が形成されない。したがって、半導体装置A1は、半導体装置A1は、冷却器などの取付対象に取り付ける上で、当該取付対象との密着性が良好である。 In the semiconductor device A1, the back surface 12b of the metal base 12 is curved and protrudes downward in the thickness direction z. FIG. 20 shows a state in which a cooler 91 is attached to the semiconductor device A1 via heat-resistant grease 92. FIG. Although FIG. 20 shows an example in which only the back surface 12b is curved downward in the thickness direction z due to warping of the metal substrate 10, the entire metal substrate 10 may be curved downward in the thickness direction z. As shown in FIG. 20, when the back surface 12b is convex, the heat-resistant grease 92 is pressed against and expelled around the semiconductor device A1. Therefore, the gap 93 is not formed between the semiconductor device A1 and the cooler 91 (including the heat resistant grease 92). Therefore, when the semiconductor device A1 is attached to an attachment target such as a cooler, the semiconductor device A1 has good adhesion to the attachment target.

半導体装置A1では、第2樹脂層72の熱膨張率は、金属基板10の熱膨張率に対して50%以上150%以下である。この構成によると、金属ベース12の裏面12bが凹面とならず、凸面または厚さ方向zの直交する平面にすることができる。 In the semiconductor device A<b>1 , the thermal expansion coefficient of the second resin layer 72 is 50% or more and 150% or less with respect to the thermal expansion coefficient of the metal substrate 10 . According to this configuration, the back surface 12b of the metal base 12 is not concave, but can be convex or a plane orthogonal to the thickness direction z.

半導体装置A1では、第1半導体チップ31および第2半導体チップ32を備えており、第1半導体チップ31と第2半導体チップ32とは、電気的に直列に接続されている。そして、第1半導体チップ31が上アーム回路、第2半導体チップ32が下アーム回路として、第1半導体チップ31および第2半導体チップ32のスイッチング動作を行う。したがって、半導体装置A1は、第1半導体チップ31および第2半導体チップ32の各スイッチング動作によって生じる熱の放熱を良好にできるため、第1半導体チップ31および第2半導体チップ32の各スイッチング性能の低下が抑制される。 The semiconductor device A1 includes a first semiconductor chip 31 and a second semiconductor chip 32, and the first semiconductor chip 31 and the second semiconductor chip 32 are electrically connected in series. The switching operation of the first semiconductor chip 31 and the second semiconductor chip 32 is performed with the first semiconductor chip 31 serving as an upper arm circuit and the second semiconductor chip 32 serving as a lower arm circuit. Therefore, since the semiconductor device A1 can effectively dissipate heat generated by the switching operations of the first semiconductor chip 31 and the second semiconductor chip 32, the switching performance of the first semiconductor chip 31 and the second semiconductor chip 32 is lowered. is suppressed.

<第1実施形態の変形例>
図21~図23は、第1実施形態の変形例にかかる半導体装置A2~A4をそれぞれ示している。
<Modified Example of First Embodiment>
21 to 23 respectively show semiconductor devices A2 to A4 according to modifications of the first embodiment.

図21に示す半導体装置A2は、半導体装置A1と比較して、樹脂部材70が、第1樹脂層71および第2樹脂層72の他に、第3樹脂層73を有する。第3樹脂層73は、厚さ方向zにおいて、第1樹脂層71と第2樹脂層72との間に介在する。第3樹脂層73の材料は、第1樹脂層71の材料と第2樹脂層72の材料とを含む。図21に示す第3樹脂層73は、厚さ方向zに直交する平面に沿って広がっている。第3樹脂層73の厚さ方向zに沿う寸法は、図21に示すように不均一であってもよいし、図21に示す例とは異なり均一であってもよい。また、第3樹脂層73は、第1樹脂層71の上面すべてを覆う構成であってもよいし、第1樹脂層71と第2樹脂層72との界面があるように第1樹脂層71の上面の一部を露出させてもよい。第3樹脂層73は、図21に示すように、1つの領域に形成されていてもよいし、複数の領域に分割されていてもよい。 In semiconductor device A2 shown in FIG. 21, resin member 70 has third resin layer 73 in addition to first resin layer 71 and second resin layer 72, as compared with semiconductor device A1. The third resin layer 73 is interposed between the first resin layer 71 and the second resin layer 72 in the thickness direction z. The material of the third resin layer 73 includes the material of the first resin layer 71 and the material of the second resin layer 72 . The third resin layer 73 shown in FIG. 21 extends along a plane perpendicular to the thickness direction z. The dimension along the thickness direction z of the third resin layer 73 may be non-uniform as shown in FIG. 21, or may be uniform unlike the example shown in FIG. The third resin layer 73 may cover the entire upper surface of the first resin layer 71, or the first resin layer 71 may cover the first resin layer 71 so that there is an interface between the first resin layer 71 and the second resin layer 72. You may expose a part of upper surface of. The third resin layer 73 may be formed in one region as shown in FIG. 21, or may be divided into a plurality of regions.

図21に示す半導体装置A2は、たとえば次のようにして形成される。それは、半導体装置A1の製造方法のうちの樹脂部材形成工程において、第1樹脂材料をケース60内に流し込んだ後、当該第1樹脂材料を硬化させる前に、ケース60内部の第1樹脂材料上に第2樹脂材料を流し込む。このとき、第1樹脂材料と第2樹脂材料との間において、第1樹脂材料と第2樹脂材料とが混在する層が形成される。そして、第1樹脂材料と第2樹脂材料とを一括して硬化させる。このとき、第1樹脂材料と第2樹脂材料とが混在する層も硬化して、第3樹脂層73が形成される。よって、上述の通り、第3樹脂層73は、第1樹脂層71の材料と第2樹脂層72の材料とを含む構成となる。 The semiconductor device A2 shown in FIG. 21 is formed, for example, as follows. That is, in the resin member forming step of the manufacturing method of the semiconductor device A1, after pouring the first resin material into the case 60 and before curing the first resin material, the first resin material inside the case 60 Pour the second resin material into. At this time, a layer in which the first resin material and the second resin material are mixed is formed between the first resin material and the second resin material. Then, the first resin material and the second resin material are collectively cured. At this time, the layer in which the first resin material and the second resin material are mixed is also cured to form the third resin layer 73 . Therefore, as described above, the third resin layer 73 includes the material of the first resin layer 71 and the material of the second resin layer 72 .

半導体装置A2は、樹脂部材70が第1樹脂層71と第2樹脂層72とを有することから、半導体装置A1と同様の効果を奏することができる。また、半導体装置A2は、第3樹脂層73が、第1樹脂層71と第2樹脂層72との接着層として機能し、第1樹脂層71と第2樹脂層72とが分離されることを抑制できる。 Since the resin member 70 has the first resin layer 71 and the second resin layer 72, the semiconductor device A2 can achieve the same effect as the semiconductor device A1. In the semiconductor device A2, the third resin layer 73 functions as an adhesive layer between the first resin layer 71 and the second resin layer 72, and the first resin layer 71 and the second resin layer 72 are separated. can be suppressed.

図22に示す半導体装置A3は、半導体装置A1と比較して、第1樹脂層71の上面が粗面である。たとえば、第1樹脂層71の上面は、第2樹脂層72の上面よりも粗面である。 In the semiconductor device A3 shown in FIG. 22, the upper surface of the first resin layer 71 is rough compared to the semiconductor device A1. For example, the top surface of the first resin layer 71 is rougher than the top surface of the second resin layer 72 .

図22に示す半導体装置A3は、たとえば次のようにして形成される。それは、半導体装置A1の製造方法のうちの樹脂部材形成工程において、第1樹脂層71の形成後であって、第2樹脂層72の形成前に、第1樹脂層71の上面に、たとえばサンドブラスト処理またはレーザ照射、サンディング処理などを行うことで、第1樹脂層71の上面が粗面となる。 The semiconductor device A3 shown in FIG. 22 is formed, for example, as follows. In the resin member forming step of the method of manufacturing the semiconductor device A1, after the first resin layer 71 is formed and before the second resin layer 72 is formed, the upper surface of the first resin layer 71 is sandblasted, for example. The upper surface of the first resin layer 71 is roughened by performing treatment, laser irradiation, sanding treatment, or the like.

半導体装置A3は、樹脂部材70が第1樹脂層71と第2樹脂層72とを有することから、半導体装置A1と同様の効果を奏することができる。また、半導体装置A3は、第1樹脂層71の上面が粗面であることからアンカー効果により、第1樹脂層71と第2樹脂層72との密着性が向上するため、第2樹脂層72が第1樹脂層71から剥離することを抑制できる。 Since the resin member 70 has the first resin layer 71 and the second resin layer 72, the semiconductor device A3 can achieve the same effect as the semiconductor device A1. In the semiconductor device A3, since the upper surface of the first resin layer 71 is a rough surface, the adhesion between the first resin layer 71 and the second resin layer 72 is improved due to the anchor effect. can be suppressed from peeling off from the first resin layer 71 .

図23に示す半導体装置A4は、半導体装置A1と比較して、第1樹脂層71の上面に、複数のディンプル711が形成されている。複数のディンプル711はそれぞれ、厚さ方向z下方への窪みである。複数のディンプル711はそれぞれ、たとえば厚さ方向zに視て略円形であるが、厚さ方向zに視た形状は円形に限定されない。複数のディンプル711は、厚さ方向zに視て規則的に配列されていてもよいし(たとえば格子配列およびマトリクス配列など)、不規則に形成されていてもよい。 A semiconductor device A4 shown in FIG. 23 has a plurality of dimples 711 formed on the upper surface of the first resin layer 71, unlike the semiconductor device A1. Each of the plurality of dimples 711 is a depression downward in the thickness direction z. Each of the plurality of dimples 711 has, for example, a substantially circular shape when viewed in the thickness direction z, but the shape when viewed in the thickness direction z is not limited to a circular shape. The plurality of dimples 711 may be arranged regularly when viewed in the thickness direction z (for example, lattice arrangement or matrix arrangement), or may be formed irregularly.

図23に示す半導体装置A4は、たとえば次のようにして形成される。それは、半導体装置A1の製造方法のうち、樹脂部材形成工程において、第1樹脂層71の形成後であって、第2樹脂層72の形成前に、第1樹脂層71の上面にたとえばレーザ照射を行うことで、複数のディンプル711が形成される。 The semiconductor device A4 shown in FIG. 23 is formed, for example, as follows. That is, in the resin member forming step of the method of manufacturing the semiconductor device A1, after the first resin layer 71 is formed and before the second resin layer 72 is formed, the upper surface of the first resin layer 71 is irradiated with, for example, a laser. , a plurality of dimples 711 are formed.

半導体装置A4は、樹脂部材70が第1樹脂層71と第2樹脂層72とを有することから、半導体装置A1と同様の効果を奏することができる。また、半導体装置A4は、第1樹脂層71の上面に複数のディンプル711が形成されていることから、上記粗面である場合と同様に、アンカー効果により、第1樹脂層71と第2樹脂層72との密着性が向上するため、第2樹脂層72が第1樹脂層71から剥離することを抑制できる。 Since the resin member 70 has the first resin layer 71 and the second resin layer 72, the semiconductor device A4 can achieve the same effect as the semiconductor device A1. Further, since the plurality of dimples 711 are formed on the upper surface of the first resin layer 71 in the semiconductor device A4, the first resin layer 71 and the second resin layer 71 and the second resin layer 71 and the second resin layer 71 are separated from each other by the anchor effect as in the case of the rough surface. Since the adhesion with the layer 72 is improved, it is possible to prevent the second resin layer 72 from peeling off from the first resin layer 71 .

<第2実施形態>
図24~図30は、第2実施形態にかかる半導体装置B1を示している。半導体装置B1は、半導体装置A1と比較して、主にケース60がない点で異なる。その他、半導体装置B1と半導体装置A1との構成の違いは、以下で説明する。
<Second embodiment>
24 to 30 show the semiconductor device B1 according to the second embodiment. The semiconductor device B1 differs from the semiconductor device A1 mainly in that the case 60 is not provided. Other differences in configuration between the semiconductor device B1 and the semiconductor device A1 will be described below.

半導体装置B1では、半導体装置A1と比較して、金属基板10は、導電体層11の構成が異なる。半導体装置B1の導電体層11は、図26に示すように、第1配線部111、第2配線部112、第1ゲート部114、第1検出部115、第2ゲート部117、第2検出部118および2つの絶縁部119を含む。 In the semiconductor device B1, the metal substrate 10 differs from the semiconductor device A1 in the structure of the conductor layer 11. FIG. The conductor layer 11 of the semiconductor device B1 includes, as shown in FIG. It includes a portion 118 and two insulating portions 119 .

図29および図30に示すように、半導体装置B1では、半導体装置A1と同様に、第1配線部111および第2配線部112が、絶縁層13上に形成されている。これに対して、第1ゲート部114および第1検出部115は、半導体装置A1と異なり、2つの絶縁部119の一方を挟んで、第1配線部111上に配置されている。よって、2つの絶縁部119の一方は、第1配線部111上に形成され、当該絶縁部119上には、第1ゲート部114および第1検出部115が配置されている。また、第2ゲート部117および第2検出部118は、半導体装置A1と異なり、2つの絶縁部119の他方を挟んで、第2配線部112上に配置されている。よって、2つの絶縁部119の他方は、第2配線部112上に形成されており、当該絶縁部119上には、第2ゲート部117および第2検出部118が配置されている。 As shown in FIGS. 29 and 30, in the semiconductor device B1, the first wiring portion 111 and the second wiring portion 112 are formed on the insulating layer 13, similarly to the semiconductor device A1. On the other hand, unlike the semiconductor device A1, the first gate portion 114 and the first detection portion 115 are arranged on the first wiring portion 111 with one of the two insulating portions 119 interposed therebetween. Therefore, one of the two insulating portions 119 is formed on the first wiring portion 111 , and the first gate portion 114 and the first detecting portion 115 are arranged on the insulating portion 119 . Further, unlike the semiconductor device A1, the second gate portion 117 and the second detection portion 118 are arranged on the second wiring portion 112 with the other of the two insulating portions 119 interposed therebetween. Therefore, the other of the two insulating portions 119 is formed on the second wiring portion 112 , and the second gate portion 117 and the second detecting portion 118 are arranged on the insulating portion 119 .

図28~図30に示すように、半導体装置B1では、金属ベース12の裏面12bが、樹脂部材70の下面から露出する。図28に示すように、樹脂部材70の下面は、裏面12bを囲む枠状である。 As shown in FIGS. 28 to 30, in semiconductor device B1, rear surface 12b of metal base 12 is exposed from the lower surface of resin member . As shown in FIG. 28, the lower surface of the resin member 70 has a frame shape surrounding the back surface 12b.

図29に示すように、半導体装置B1では、半導体装置A1と同様に、第1電源端子23Aが第1配線部111に接合され、かつ、出力端子24が第2配線部112に接合されている。これに対して、第2電源端子23Bは、半導体装置A1と異なり、導電体層11に接合されていない。ただし、後に詳述される構成により、第2電源端子23Bは、半導体装置A1と同様に、各第2半導体チップ32のソース電極301に導通する。 As shown in FIG. 29, in the semiconductor device B1, the first power terminal 23A is joined to the first wiring portion 111, and the output terminal 24 is joined to the second wiring portion 112, similarly to the semiconductor device A1. . On the other hand, unlike the semiconductor device A1, the second power supply terminal 23B is not joined to the conductor layer 11. As shown in FIG. However, the second power supply terminal 23B is electrically connected to the source electrode 301 of each second semiconductor chip 32, as in the semiconductor device A1, due to the configuration described in detail later.

半導体装置B1では、第1電源端子23Aと第2電源端子23Bとは、絶縁部材239を挟んで、厚さ方向zに略平行に配置されている。第1電源端子23Aと第2電源端子23Bとは、図26から理解されるように、厚さ方向zに視て一部が重なる。 In the semiconductor device B1, the first power terminal 23A and the second power terminal 23B are arranged substantially parallel to the thickness direction z with the insulating member 239 interposed therebetween. As can be seen from FIG. 26, the first power terminal 23A and the second power terminal 23B partially overlap when viewed in the thickness direction z.

絶縁部材239は、電気絶縁性を有しており、その構成材料は、たとえば絶縁紙などである。絶縁部材239の一部は、図29に示すように、厚さ方向zにおいて第1電源端子23Aと、第2電源端子23Bとの間に介在する。第1電源端子23Aおよび第2電源端子23Bはそれぞれ、厚さ方向zに視て、少なくとも一部が絶縁部材239に重なる。絶縁部材239により、第1電源端子23Aと第2電源端子23Bとが互いに絶縁されている。絶縁部材239は、樹脂部材70(第1樹脂層71)に覆われた部分と、樹脂部材70から露出する部分とがある。 The insulating member 239 has electrical insulation, and is made of insulating paper, for example. A portion of the insulating member 239 is interposed between the first power terminal 23A and the second power terminal 23B in the thickness direction z, as shown in FIG. At least a portion of each of the first power terminal 23A and the second power terminal 23B overlaps the insulating member 239 when viewed in the thickness direction z. The insulating member 239 insulates the first power terminal 23A and the second power terminal 23B from each other. The insulating member 239 has a portion covered with the resin member 70 (first resin layer 71 ) and a portion exposed from the resin member 70 .

図26および図29に示すように、第1電源端子23Aは、外部接続部231および内部接続部232を含む。第1電源端子23Aにおいて、外部接続部231と内部接続部232とは互いに繋がる。外部接続部231は、樹脂部材70から露出し、内部接続部232は、樹脂部材70(第1樹脂層71)に覆われている。第1電源端子23Aにおいて、内部接続部232は、図26に示すように、第1方向xにおいて、外部接続部231に繋がる側と反対側の端部が櫛歯状である。複数の歯は、いずれも超音波接合により第1配線部111に接合されている。 As shown in FIGS. 26 and 29, the first power terminal 23A includes an external connection portion 231 and an internal connection portion 232. As shown in FIGS. In the first power terminal 23A, the external connection portion 231 and the internal connection portion 232 are connected to each other. The external connection portion 231 is exposed from the resin member 70, and the internal connection portion 232 is covered with the resin member 70 (first resin layer 71). In the first power supply terminal 23A, as shown in FIG. 26, the internal connection portion 232 has a comb-shaped end portion opposite to the side connected to the external connection portion 231 in the first direction x. All of the teeth are joined to the first wiring portion 111 by ultrasonic joining.

図26および図29に示すように、第2電源端子23Bは、外部接続部231および内部接続部232を含む。第2電源端子23Bにおいて、外部接続部231と内部接続部232とは互いに繋がる。外部接続部231は、樹脂部材70から露出し、内部接続部232は、樹脂部材70(たとえば第1樹脂層71)に覆われている。第1電源端子23Aの外部接続部231と第2電源端子23Bの外部接続部231とは、厚さ方向zに視て互いに重なる。第2電源端子23Bにおいて、内部接続部232は、櫛歯状に形成されており、図26に示すように、連結部232aおよび複数の延出部232bを含む。 As shown in FIGS. 26 and 29, the second power terminal 23B includes an external connection portion 231 and an internal connection portion 232. As shown in FIGS. In the second power terminal 23B, the external connection portion 231 and the internal connection portion 232 are connected to each other. The external connection portion 231 is exposed from the resin member 70, and the internal connection portion 232 is covered with the resin member 70 (for example, the first resin layer 71). The external connection portion 231 of the first power terminal 23A and the external connection portion 231 of the second power terminal 23B overlap each other when viewed in the thickness direction z. In the second power supply terminal 23B, the internal connection portion 232 is formed in a comb shape and includes a connecting portion 232a and a plurality of extension portions 232b as shown in FIG.

図26に示すように、連結部232aは、y方向に延びる帯状である。連結部232aは、外部接続部231に繋がる。複数の延出部232bはそれぞれ、連結部232aから第1方向xの一方に向けて延び、厚さ方向zに視て帯状である。複数の延出部232bは、厚さ方向zに視て、y方向に並んでおり、かつ、互いに離間している。各延出部232bは、下面(厚さ方向z下方を向く面)がそれぞれ土台部59に接しており、当該土台部59を介して、第1配線部111に支持されている。複数の土台部59の各々は、電気絶縁性(たとえばセラミックなど)のブロックである。 As shown in FIG. 26, the connecting portion 232a has a strip shape extending in the y direction. The connection portion 232 a is connected to the external connection portion 231 . Each of the plurality of extending portions 232b extends from the connecting portion 232a in one direction in the first direction x and has a strip shape when viewed in the thickness direction z. The plurality of extending portions 232b are arranged in the y direction when viewed in the thickness direction z and are spaced apart from each other. Each extending portion 232 b has a lower surface (a surface facing downward in the thickness direction z) in contact with the base portion 59 , and is supported by the first wiring portion 111 via the base portion 59 . Each of the base portions 59 is an electrically insulating (for example, ceramic) block.

図26および図29に示すように、出力端子24は、外部接続部241および内部接続部242を含む。外部接続部241と内部接続部242とは互いに繋がる。外部接続部241は、樹脂部材70から露出し、内部接続部242は、樹脂部材70(第1樹脂層71)に覆われている。内部接続部242は、図26に示すように、第1方向xにおいて、241に繋がる側と反対側の端部が櫛歯状である。複数の歯は、いずれも超音波接合により第2配線部112に接合されている。 As shown in FIGS. 26 and 29, output terminal 24 includes an external connection portion 241 and an internal connection portion 242 . The external connection portion 241 and the internal connection portion 242 are connected to each other. The external connection portion 241 is exposed from the resin member 70, and the internal connection portion 242 is covered with the resin member 70 (first resin layer 71). As shown in FIG. 26, the internal connection part 242 has a comb-like end on the side opposite to the side connected to 241 in the first direction x. All of the teeth are joined to the second wiring portion 112 by ultrasonic joining.

図24~図28に示すように、半導体装置B1は、複数のノンコネクト端子29を備えている。複数のノンコネクト端子29は、第1方向xにおいて第1ゲート端子25Aに対して第1検出端子26Aと反対側に位置するものと、第1方向xにおいて第2ゲート端子25Bに対して第2検出端子26Bとは反対側に位置するものとがある。ノンコネクト端子29の数は、図示された例に限定されず、また、半導体装置B1が複数のノンコネクト端子29を備えない構成としてもよい。複数のノンコネクト端子29は、第1ゲート端子25A、第2ゲート端子25B、第1検出端子26Aおよび第2検出端子26Bのそれぞれと同形状である。 As shown in FIGS. 24 to 28, the semiconductor device B1 has a plurality of non-connect terminals 29. FIG. The plurality of non-connect terminals 29 are located on the opposite side of the first detection terminal 26A with respect to the first gate terminal 25A in the first direction x, and on the second side with respect to the second gate terminal 25B in the first direction x. There is one located on the opposite side of the detection terminal 26B. The number of non-connect terminals 29 is not limited to the illustrated example, and the semiconductor device B<b>1 may be configured without a plurality of non-connect terminals 29 . The plurality of non-connect terminals 29 have the same shape as each of the first gate terminal 25A, the second gate terminal 25B, the first detection terminal 26A and the second detection terminal 26B.

半導体装置B1では、図26、図27および図30に示すように、各第1導通部材41は、各第1半導体チップ31のソース電極301と第2配線部112とに接合されている。よって、各第1導通部材41により、第2配線部112は、各第1半導体チップ31のソース電極301に導通する。第2配線部112は、各第2半導体チップ32が接合されて各第2半導体チップ32のドレイン電極302に導通することから、第2配線部112に接合された出力端子24は、各第1半導体チップ31のソース電極301と各第2半導体チップ32のドレイン電極302とに導通する。 In the semiconductor device B1, as shown in FIGS. 26, 27 and 30, each first conduction member 41 is joined to the source electrode 301 and the second wiring portion 112 of each first semiconductor chip 31. FIG. Therefore, the second wiring portions 112 are electrically connected to the source electrodes 301 of the first semiconductor chips 31 by the first conductive members 41 . Since the second wiring portion 112 is connected to the second semiconductor chips 32 and electrically connected to the drain electrodes 302 of the second semiconductor chips 32, the output terminals 24 connected to the second wiring portion 112 are connected to the respective first semiconductor chips 32. The source electrode 301 of the semiconductor chip 31 and the drain electrode 302 of each second semiconductor chip 32 are electrically connected.

半導体装置B1では、図26、図27および図29に示すように、各第2導通部材42は、各第2半導体チップ32のソース電極301と第2電源端子23Bの内部接続部232の各延出部232bとにそれぞれ接合されている。これにより、第2電源端子23Bは、各第2半導体チップ32のソース電極301に導通する。 In the semiconductor device B1, as shown in FIGS. 26, 27 and 29, each second conduction member 42 extends between the source electrode 301 of each second semiconductor chip 32 and the internal connection portion 232 of the second power supply terminal 23B. are joined to the protruding portion 232b. As a result, the second power terminal 23B is electrically connected to the source electrode 301 of each second semiconductor chip 32 .

図24、図26~図30に示すように、半導体装置B1がケース60を備えていないことから、樹脂部材70の側面(上面および下面を除く面)は、半導体装置B1の外部に露出している。 As shown in FIGS. 24 and 26 to 30, since the semiconductor device B1 does not have a case 60, the side surfaces of the resin member 70 (surfaces other than the upper and lower surfaces) are exposed to the outside of the semiconductor device B1. there is

半導体装置B1においても、半導体装置A1と同様に、樹脂部材70が第1樹脂層71および第2樹脂層72を有する。したがって、半導体装置B1は、半導体装置A1と同様に、冷却器などの取付対象への密着性を良好にすることが可能となる。その他、半導体装置B1は、半導体装置A1と共通する構成により、半導体装置A1と同様の効果を奏することができる。 In semiconductor device B1 as well, resin member 70 has first resin layer 71 and second resin layer 72 as in semiconductor device A1. Therefore, like the semiconductor device A1, the semiconductor device B1 can have good adhesion to an attachment target such as a cooler. In addition, the semiconductor device B1 can achieve the same effects as the semiconductor device A1 due to the configuration common to the semiconductor device A1.

第2実施形態にかかる半導体装置B1においても、第1実施形態の変形例と同様の構成を適用してもよい。つまり、半導体装置B1は、上記半導体装置A2(図21参照)と同様に、樹脂部材70が第3樹脂層73を有していてもよい。また、上記半導体装置A3(図22参照)と同様に、第1樹脂層71の上面を粗面にしてもよいし、上記半導体装置A4(図23参照)と同様に、第1樹脂層71の上面に複数のディンプル711を形成してもよい。 A configuration similar to that of the modified example of the first embodiment may be applied to the semiconductor device B1 according to the second embodiment. That is, in the semiconductor device B1, the resin member 70 may have the third resin layer 73, like the semiconductor device A2 (see FIG. 21). Further, as in the semiconductor device A3 (see FIG. 22), the upper surface of the first resin layer 71 may be roughened. A plurality of dimples 711 may be formed on the upper surface.

第1実施形態および第2実施形態にかかる各半導体装置A1,B1において、樹脂部材70が第2樹脂層72のみから構成されてもよい。このような構成であっても、金属ベース12の裏面12bが凹面となることを抑制できる。ただし、各第1半導体チップ31および第2半導体チップ32と樹脂部材70(第2樹脂層72)との剥離を抑制しつつ、裏面12bが凹面となることを抑制するために、樹脂部材70が第1樹脂層71および第2樹脂層72を有することが好ましい。 In each of the semiconductor devices A1 and B1 according to the first embodiment and the second embodiment, the resin member 70 may be composed only of the second resin layer 72 . Even with such a configuration, it is possible to prevent the back surface 12b of the metal base 12 from becoming a concave surface. However, in order to prevent the back surface 12b from becoming concave while suppressing separation between the first semiconductor chip 31 and the second semiconductor chip 32 and the resin member 70 (the second resin layer 72), the resin member 70 is It is preferable to have the first resin layer 71 and the second resin layer 72 .

本開示にかかる半導体装置および半導体装置の製造方法は、上記した実施形態に限定されるものではない。本開示の半導体装置の各部の具体的な構成および本開示の半導体装置の製造方法の各工程の具体的な処理は、種々に設計変更自在である。たとえば、本開示の半導体装置および半導体装置の製造方法は、以下の付記に関する実施形態を含む。
〔付記1〕
第1半導体チップと、
厚さ方向の一方側に前記第1半導体チップが搭載された金属基板と、
前記厚さ方向において、前記金属基板の前記第1半導体チップが搭載された側に形成された樹脂部材と、
を備えており、
前記樹脂部材は、前記金属基板上に形成され且つ前記第1半導体チップを覆う第1樹脂層と、前記第1樹脂層上に形成された第2樹脂層と、を有し、
前記第1樹脂層の熱膨張率は、前記第1半導体チップの熱膨張率との差が前記金属基板の熱膨張率との差よりも小さく、
前記第2樹脂層の熱膨張率は、前記第1樹脂層の熱膨張率よりも高い、半導体装置。
〔付記2〕
前記金属基板を底板として含み、前記第1半導体チップ、前記第1樹脂層および前記第2樹脂層を収容するケースをさらに備える、付記1に記載の半導体装置。
〔付記3〕
前記第1樹脂層と前記第2樹脂層との間に介在する第3樹脂層をさらに備えており、
前記第3樹脂層は、前記第1樹脂層の材料と前記第2樹脂層の材料とを含む、付記2に記載の半導体装置。
〔付記4〕
前記第1樹脂層の前記厚さ方向の一方を向く面は、前記第2樹脂層の前記厚さ方向の一方を向く面よりも粗面である、付記1に記載の半導体装置。
〔付記5〕
前記第1樹脂層の前記厚さ方向の一方を向く面には、複数のディンプルが形成されている、付記1に記載の半導体装置。
〔付記6〕
前記第2樹脂層の熱膨張率は、前記金属基板の熱膨張率に対して50%以上150%以下である、付記1ないし付記5のいずれかに記載の半導体装置。
〔付記7〕
前記金属基板は、金属ベース、絶縁層および導電体層を有しており、
前記金属ベースは、前記厚さ方向に離間する主面および裏面を有し、
前記絶縁層は、前記金属ベースの前記主面と前記導電体層との間に介在しており、
前記第1半導体チップは、前記導電体層に接合されている、付記1ないし付記6のいずれかに記載の半導体装置。
〔付記8〕
前記絶縁層は、エポキシ系樹脂からなる、付記7に記載の半導体装置。
〔付記9〕
前記金属ベースは、前記裏面が湾曲しており、前記厚さ方向の他方に凸である、付記7または付記8のいずれかに記載の半導体装置。
〔付記10〕
前記第1半導体チップは、スイッチング動作を行う、付記7ないし付記9のいずれかに記載の半導体装置。
〔付記11〕
スイッチング動作を行う第2半導体チップをさらに備え、
前記第1半導体チップと前記第2半導体チップとは、電気的に直列に接続されている、付記10に記載の半導体装置。
〔付記12〕
前記第1半導体チップに導通する第1電源端子と、
前記第2半導体チップに導通する第2電源端子と、
前記第1半導体チップと前記第2半導体チップとの電気的な接続点に導通する出力端子と、
をさらに備える、付記11に記載の半導体装置。
〔付記13〕
前記導電体層は、互いに離間する第1配線部、第2配線部および第3配線部を含み、
前記第1配線部は、前記第1半導体チップおよび前記第1電源端子が接合され、
前記第2配線部は、前記第2半導体チップおよび前記出力端子が接合され、
前記第3配線部は、前記第2電源端子が接合されている、付記12に記載の半導体装置。
〔付記14〕
前記第1半導体チップと前記第2配線部とを導通させる第1導通部材と、
前記第2半導体チップと前記第3配線部とを導通させる第2導通部材と、
をさらに備える、付記13に記載の半導体装置。
〔付記15〕
金属基板を準備する工程と、
前記金属基板の厚さ方向において、前記金属基板の一方側に第1半導体チップを搭載するマウント工程と、
前記厚さ方向において、前記金属基板の前記第1半導体チップを搭載した側に樹脂部材を形成する樹脂部材形成工程と、
を有し、
前記樹脂部材形成工程では、前記金属基板上に配置され、前記第1半導体チップを覆う第1樹脂層と、前記第1樹脂層上に配置された第2樹脂層と、を形成し、
前記第1樹脂層の熱膨張率は、前記第1半導体チップの熱膨張率との差が前記金属基板の熱膨張率との差よりも小さく、
前記第2樹脂層の熱膨張率は、前記第1樹脂層の熱膨張率よりも高い、半導体装置の製造方法。
〔付記16〕
前記マウント工程の後であり、かつ、前記樹脂部材形成工程の前に、前記金属基板上に、前記第1半導体チップを囲むケースを配置するケース配置工程をさらに有する、付記15に記載の半導体装置の製造方法。
〔付記17〕
前記樹脂部材形成工程は、
前記ケースの内部に、前記第1樹脂層となる第1樹脂材料を流し込む第1工程と、
前記第1工程の後に、前記ケースの内部に前記第2樹脂層となる第2樹脂材料を流し込む第2工程と、
前記第1樹脂材料および前記第2樹脂材料を一括して硬化させる第3工程と、
を有する、付記16に記載の半導体装置の製造方法。
〔付記18〕
前記樹脂部材形成工程は、
前記ケースの内部に、第1樹脂材料を流し込み、前記第1樹脂材料を硬化させて前記第1樹脂層を形成する第1工程と、
前記第1工程の後に、前記第1樹脂層の前記厚さ方向の前記一方を向く面を粗面化する第2工程と、
前記第2工程の後に、前記ケースの内部の前記第1樹脂層上に第2樹脂材料を流し込み、前記第2樹脂材料を硬化させて前記第2樹脂層を形成する第3工程と、
を有する、付記16に記載の半導体装置の製造方法。
〔付記19〕
前記樹脂部材形成工程は、
前記ケースの内部に、第1樹脂材料を流し込み、前記第1樹脂材料を硬化させて前記第1樹脂層を形成する第1工程と、
前記第1工程の後に、前記第1樹脂層の前記厚さ方向の前記一方を向く面に複数のディンプルを形成する第2工程と、
前記第2工程の後に、前記ケースの内部の前記第1樹脂層上に第2樹脂材料を流し込み、前記第2樹脂材料を硬化させて前記第2樹脂層を形成する第3工程と、
を有する、付記16に記載の半導体装置の製造方法。
The semiconductor device and the method for manufacturing the semiconductor device according to the present disclosure are not limited to the above-described embodiments. The specific configuration of each part of the semiconductor device of the present disclosure and the specific processing of each step of the manufacturing method of the semiconductor device of the present disclosure can be changed in design in various ways. For example, a semiconductor device and a method for manufacturing a semiconductor device of the present disclosure include embodiments related to the following notes.
[Appendix 1]
a first semiconductor chip;
a metal substrate on which the first semiconductor chip is mounted on one side in the thickness direction;
a resin member formed on a side of the metal substrate on which the first semiconductor chip is mounted in the thickness direction;
and
The resin member has a first resin layer formed on the metal substrate and covering the first semiconductor chip, and a second resin layer formed on the first resin layer,
a difference between a coefficient of thermal expansion of the first resin layer and a coefficient of thermal expansion of the first semiconductor chip is smaller than a difference between a coefficient of thermal expansion of the metal substrate;
The semiconductor device, wherein the coefficient of thermal expansion of the second resin layer is higher than the coefficient of thermal expansion of the first resin layer.
[Appendix 2]
1. The semiconductor device according to appendix 1, further comprising a case including the metal substrate as a bottom plate and housing the first semiconductor chip, the first resin layer and the second resin layer.
[Appendix 3]
further comprising a third resin layer interposed between the first resin layer and the second resin layer,
The semiconductor device according to appendix 2, wherein the third resin layer includes a material of the first resin layer and a material of the second resin layer.
[Appendix 4]
The semiconductor device according to appendix 1, wherein a surface of the first resin layer facing one of the thickness directions is rougher than a surface of the second resin layer facing one of the thickness directions.
[Appendix 5]
The semiconductor device according to appendix 1, wherein a plurality of dimples are formed on a surface of the first resin layer facing one of the thickness directions.
[Appendix 6]
6. The semiconductor device according to any one of appendices 1 to 5, wherein the thermal expansion coefficient of the second resin layer is 50% or more and 150% or less with respect to the thermal expansion coefficient of the metal substrate.
[Appendix 7]
The metal substrate has a metal base, an insulating layer and a conductor layer,
The metal base has a main surface and a back surface spaced apart in the thickness direction,
The insulating layer is interposed between the main surface of the metal base and the conductor layer,
7. The semiconductor device according to any one of appendices 1 to 6, wherein the first semiconductor chip is bonded to the conductor layer.
[Appendix 8]
8. The semiconductor device according to appendix 7, wherein the insulating layer is made of epoxy resin.
[Appendix 9]
8. The semiconductor device according to any one of appendices 7 and 8, wherein the metal base has a curved back surface and a protrusion in the other thickness direction.
[Appendix 10]
The semiconductor device according to any one of appendices 7 to 9, wherein the first semiconductor chip performs a switching operation.
[Appendix 11]
further comprising a second semiconductor chip that performs a switching operation;
11. The semiconductor device according to appendix 10, wherein the first semiconductor chip and the second semiconductor chip are electrically connected in series.
[Appendix 12]
a first power supply terminal electrically connected to the first semiconductor chip;
a second power supply terminal electrically connected to the second semiconductor chip;
an output terminal conducting to an electrical connection point between the first semiconductor chip and the second semiconductor chip;
12. The semiconductor device according to Appendix 11, further comprising:
[Appendix 13]
the conductor layer includes a first wiring portion, a second wiring portion, and a third wiring portion spaced apart from each other;
the first wiring portion is connected to the first semiconductor chip and the first power supply terminal;
the second wiring portion is connected to the second semiconductor chip and the output terminal;
13. The semiconductor device according to appendix 12, wherein the third wiring portion is joined to the second power supply terminal.
[Appendix 14]
a first conduction member that electrically connects the first semiconductor chip and the second wiring portion;
a second conduction member that electrically connects the second semiconductor chip and the third wiring portion;
14. The semiconductor device according to Appendix 13, further comprising:
[Appendix 15]
preparing a metal substrate;
a mounting step of mounting a first semiconductor chip on one side of the metal substrate in the thickness direction of the metal substrate;
a resin member forming step of forming a resin member on a side of the metal substrate on which the first semiconductor chip is mounted in the thickness direction;
has
In the resin member forming step, a first resin layer disposed on the metal substrate and covering the first semiconductor chip, and a second resin layer disposed on the first resin layer are formed,
a difference between a coefficient of thermal expansion of the first resin layer and a coefficient of thermal expansion of the first semiconductor chip is smaller than a difference between a coefficient of thermal expansion of the metal substrate;
The method of manufacturing a semiconductor device, wherein the coefficient of thermal expansion of the second resin layer is higher than the coefficient of thermal expansion of the first resin layer.
[Appendix 16]
16. The semiconductor device according to appendix 15, further comprising, after the mounting step and before the resin member forming step, a case placement step of placing a case surrounding the first semiconductor chip on the metal substrate. manufacturing method.
[Appendix 17]
The resin member forming step includes:
a first step of pouring a first resin material to be the first resin layer into the case;
a second step of pouring a second resin material to be the second resin layer into the interior of the case after the first step;
a third step of collectively curing the first resin material and the second resin material;
17. The method of manufacturing a semiconductor device according to appendix 16, comprising:
[Appendix 18]
The resin member forming step includes:
a first step of pouring a first resin material into the case and curing the first resin material to form the first resin layer;
After the first step, a second step of roughening the surface of the first resin layer facing the one in the thickness direction;
a third step of, after the second step, pouring a second resin material onto the first resin layer inside the case and curing the second resin material to form the second resin layer;
17. The method of manufacturing a semiconductor device according to appendix 16, comprising:
[Appendix 19]
The resin member forming step includes:
a first step of pouring a first resin material into the case and curing the first resin material to form the first resin layer;
a second step of forming a plurality of dimples on the surface of the first resin layer facing the one thickness direction after the first step;
a third step of, after the second step, pouring a second resin material onto the first resin layer inside the case and curing the second resin material to form the second resin layer;
17. The method of manufacturing a semiconductor device according to appendix 16, comprising:

A1~A4,B1:半導体装置
10 :金属基板
11 :導電体層
11a :搭載面
111 :第1配線部
111a :パッド
112 :第2配線部
112a :パッド
113 :第3配線部
113a :パッド
113b :切り欠き
114 :第1ゲート部
115 :第1検出部
116 :サーミスタ搭載部
117 :第2ゲート部
118 :第2検出部
119 :絶縁部
12 :金属ベース
12a :主面
12b :裏面
13 :絶縁層
23A :第1電源端子
23B :第2電源端子
231 :外部接続部
231a :接続孔
232 :内部接続部
232a :連結部
232b :延出部
233 :中間部
233a :基部
233b :起立部
239 :絶縁部材
24 :出力端子
24A :第1端子部
24B :第2端子部
241 :外部接続部
241a :接続孔
242 :内部接続部
243 :中間部
243a :基部
243b :起立部
25A :第1ゲート端子
25B :第2ゲート端子
26A :第1検出端子
26B :第2検出端子
27 :電源電流検出端子
28 :サーミスタ端子
29 :ノンコネクト端子
31 :第1半導体チップ
32 :第2半導体チップ
301 :ソース電極
302 :ドレイン電極
303 :ゲート電極
33 :サーミスタ
40 :導通部材
41 :第1導通部材
42 :第2導通部材
431 :第1ゲートワイヤ
432 :第2ゲートワイヤ
433 :第3ゲートワイヤ
434 :第4ゲートワイヤ
441 :第1検出ワイヤ
442 :第2検出ワイヤ
443 :第3検出ワイヤ
444 :第4検出ワイヤ
45 :電源電流検出ワイヤ
46 :サーミスタワイヤ
48 :導通部材接合層
49 :導通部材接合層
51 :第1層
511 :個別部
52 :第2層
53 :第3層
59 :土台部
60 :ケース
611 :第1側壁
612 :第2側壁
62 :取付部
621 :取付部材
621a :取付孔
63 :電源端子台
631 :第1端子台
632 :第2端子台
633 :溝部
634 :ナット
635 :中間部材
64 :出力端子台
641 :第1端子台
642 :第2端子台
643 :溝部
644 :ナット
645 :中間部材
70 :樹脂部材
71 :第1樹脂層
711 :ディンプル
72 :第2樹脂層
73 :第3樹脂層
91 :冷却器
92 :耐熱グリース
93 :隙間
A1 to A4, B1: semiconductor device 10: metal substrate 11: conductor layer 11a: mounting surface 111: first wiring portion 111a: pad 112: second wiring portion 112a: pad 113: third wiring portion 113a: pad 113b: Notch 114 : First gate portion 115 : First detection portion 116 : Thermistor mounting portion 117 : Second gate portion 118 : Second detection portion 119 : Insulation portion 12 : Metal base 12a : Main surface 12b : Back surface 13 : Insulation layer 23A: first power terminal 23B: second power terminal 231: external connection portion 231a: connection hole 232: internal connection portion 232a: connecting portion 232b: extension portion 233: intermediate portion 233a: base portion 233b: standing portion 239: insulating member 24: output terminal 24A: first terminal portion 24B: second terminal portion 241: external connection portion 241a: connection hole 242: internal connection portion 243: intermediate portion 243a: base portion 243b: standing portion 25A: first gate terminal 25B: second terminal portion 2 gate terminal 26A: first detection terminal 26B: second detection terminal 27: power supply current detection terminal 28: thermistor terminal 29: non-connect terminal 31: first semiconductor chip 32: second semiconductor chip 301: source electrode 302: drain electrode 303: gate electrode 33: thermistor 40: conductive member 41: first conductive member 42: second conductive member 431: first gate wire 432: second gate wire 433: third gate wire 434: fourth gate wire 441: third 1 detection wire 442 : second detection wire 443 : third detection wire 444 : fourth detection wire 45 : power supply current detection wire 46 : thermistor wire 48 : conductive member bonding layer 49 : conductive member bonding layer 51 : first layer 511 : Individual part 52 : Second layer 53 : Third layer 59 : Base part 60 : Case 611 : First side wall 612 : Second side wall 62 : Mounting part 621 : Mounting member 621a : Mounting hole 63 : Power supply terminal block 631 : First Terminal block 632 : Second terminal block 633 : Groove 634 : Nut 635 : Intermediate member 64 : Output terminal block 641 : First terminal block 642 : Second terminal block 643 : Groove 644 : Nut 645 : Intermediate member 70 : Resin member 71 : First resin layer 711 : Dimple 72 : Second resin layer 73 : Third resin layer 91 : Cooler 92 : Heat resistant grease 93 : Gap

Claims (19)

第1半導体チップと、
厚さ方向の一方側に前記第1半導体チップが搭載された金属基板と、
前記厚さ方向において、前記金属基板の前記第1半導体チップが搭載された側に形成された樹脂部材と、
を備えており、
前記樹脂部材は、前記金属基板上に形成され且つ前記第1半導体チップを覆う第1樹脂層と、前記第1樹脂層上に形成された第2樹脂層と、を有し、
前記第1樹脂層の熱膨張率は、前記第1半導体チップの熱膨張率との差が前記金属基板の熱膨張率との差よりも小さく、
前記第2樹脂層の熱膨張率は、前記第1樹脂層の熱膨張率よりも高い、
半導体装置。
a first semiconductor chip;
a metal substrate on which the first semiconductor chip is mounted on one side in the thickness direction;
a resin member formed on a side of the metal substrate on which the first semiconductor chip is mounted in the thickness direction;
and
The resin member has a first resin layer formed on the metal substrate and covering the first semiconductor chip, and a second resin layer formed on the first resin layer,
a difference between a coefficient of thermal expansion of the first resin layer and a coefficient of thermal expansion of the first semiconductor chip is smaller than a difference between a coefficient of thermal expansion of the metal substrate;
The coefficient of thermal expansion of the second resin layer is higher than the coefficient of thermal expansion of the first resin layer.
semiconductor device.
前記金属基板を底板として含み、前記第1半導体チップ、前記第1樹脂層および前記第2樹脂層を収容するケースをさらに備える、
請求項1に記載の半導体装置。
A case that includes the metal substrate as a bottom plate and houses the first semiconductor chip, the first resin layer, and the second resin layer,
A semiconductor device according to claim 1 .
前記第1樹脂層と前記第2樹脂層との間に介在する第3樹脂層をさらに備えており、
前記第3樹脂層は、前記第1樹脂層の材料と前記第2樹脂層の材料とを含む、
請求項2に記載の半導体装置。
further comprising a third resin layer interposed between the first resin layer and the second resin layer,
The third resin layer contains the material of the first resin layer and the material of the second resin layer,
3. The semiconductor device according to claim 2.
前記第1樹脂層の前記厚さ方向の一方を向く面は、前記第2樹脂層の前記厚さ方向の一方を向く面よりも粗面である、
請求項1に記載の半導体装置。
The surface of the first resin layer facing one of the thickness directions is rougher than the surface of the second resin layer facing one of the thickness directions.
A semiconductor device according to claim 1 .
前記第1樹脂層の前記厚さ方向の一方を向く面には、複数のディンプルが形成されている、
請求項1に記載の半導体装置。
A plurality of dimples are formed on the surface of the first resin layer facing one of the thickness directions,
A semiconductor device according to claim 1 .
前記第2樹脂層の熱膨張率は、前記金属基板の熱膨張率に対して50%以上150%以下である、
請求項1ないし請求項5のいずれか一項に記載の半導体装置。
The thermal expansion coefficient of the second resin layer is 50% or more and 150% or less with respect to the thermal expansion coefficient of the metal substrate.
6. The semiconductor device according to claim 1.
前記金属基板は、金属ベース、絶縁層および導電体層を有しており、
前記金属ベースは、前記厚さ方向に離間する主面および裏面を有し、
前記絶縁層は、前記金属ベースの前記主面と前記導電体層との間に介在しており、
前記第1半導体チップは、前記導電体層に接合されている、
請求項1ないし請求項6のいずれか一項に記載の半導体装置。
The metal substrate has a metal base, an insulating layer and a conductor layer,
The metal base has a main surface and a back surface spaced apart in the thickness direction,
The insulating layer is interposed between the main surface of the metal base and the conductor layer,
The first semiconductor chip is bonded to the conductor layer,
7. The semiconductor device according to claim 1.
前記絶縁層は、エポキシ系樹脂からなる、
請求項7に記載の半導体装置。
The insulating layer is made of epoxy resin,
8. The semiconductor device according to claim 7.
前記金属ベースは、前記裏面が湾曲しており、前記厚さ方向の他方に凸である、
請求項7または請求項8のいずれかに記載の半導体装置。
The metal base has a curved back surface and is convex in the other thickness direction.
9. The semiconductor device according to claim 7 or 8.
前記第1半導体チップは、スイッチング動作を行う、
請求項7ないし請求項9のいずれか一項に記載の半導体装置。
the first semiconductor chip performs a switching operation;
10. The semiconductor device according to claim 7.
スイッチング動作を行う第2半導体チップをさらに備え、
前記第1半導体チップと前記第2半導体チップとは、電気的に直列に接続されている、
請求項10に記載の半導体装置。
further comprising a second semiconductor chip that performs a switching operation;
The first semiconductor chip and the second semiconductor chip are electrically connected in series,
11. The semiconductor device according to claim 10.
前記第1半導体チップに導通する第1電源端子と、
前記第2半導体チップに導通する第2電源端子と、
前記第1半導体チップと前記第2半導体チップとの電気的な接続点に導通する出力端子と、
をさらに備える、
請求項11に記載の半導体装置。
a first power supply terminal electrically connected to the first semiconductor chip;
a second power supply terminal electrically connected to the second semiconductor chip;
an output terminal conducting to an electrical connection point between the first semiconductor chip and the second semiconductor chip;
further comprising
12. The semiconductor device according to claim 11.
前記導電体層は、互いに離間する第1配線部、第2配線部および第3配線部を含み、
前記第1配線部は、前記第1半導体チップおよび前記第1電源端子が接合され、
前記第2配線部は、前記第2半導体チップおよび前記出力端子が接合され、
前記第3配線部は、前記第2電源端子が接合されている、
請求項12に記載の半導体装置。
the conductor layer includes a first wiring portion, a second wiring portion, and a third wiring portion spaced apart from each other;
the first wiring portion is connected to the first semiconductor chip and the first power supply terminal;
the second wiring portion is connected to the second semiconductor chip and the output terminal;
The third wiring portion is joined to the second power terminal,
13. The semiconductor device according to claim 12.
前記第1半導体チップと前記第2配線部とを導通させる第1導通部材と、
前記第2半導体チップと前記第3配線部とを導通させる第2導通部材と、
をさらに備える、
請求項13に記載の半導体装置。
a first conduction member that electrically connects the first semiconductor chip and the second wiring portion;
a second conduction member that electrically connects the second semiconductor chip and the third wiring portion;
further comprising
14. The semiconductor device according to claim 13.
金属基板を準備する工程と、
前記金属基板の厚さ方向において、前記金属基板の一方側に第1半導体チップを搭載するマウント工程と、
前記厚さ方向において、前記金属基板の前記第1半導体チップを搭載した側に樹脂部材を形成する樹脂部材形成工程と、
を有し、
前記樹脂部材形成工程では、前記金属基板上に配置され、前記第1半導体チップを覆う第1樹脂層と、前記第1樹脂層上に配置された第2樹脂層と、を形成し、
前記第1樹脂層の熱膨張率は、前記第1半導体チップの熱膨張率との差が前記金属基板の熱膨張率との差よりも小さく、
前記第2樹脂層の熱膨張率は、前記第1樹脂層の熱膨張率よりも高い、
半導体装置の製造方法。
preparing a metal substrate;
a mounting step of mounting a first semiconductor chip on one side of the metal substrate in the thickness direction of the metal substrate;
a resin member forming step of forming a resin member on a side of the metal substrate on which the first semiconductor chip is mounted in the thickness direction;
has
In the resin member forming step, a first resin layer disposed on the metal substrate and covering the first semiconductor chip, and a second resin layer disposed on the first resin layer are formed,
a difference between a coefficient of thermal expansion of the first resin layer and a coefficient of thermal expansion of the first semiconductor chip is smaller than a difference between a coefficient of thermal expansion of the metal substrate;
The coefficient of thermal expansion of the second resin layer is higher than the coefficient of thermal expansion of the first resin layer.
A method of manufacturing a semiconductor device.
前記マウント工程の後であり、かつ、前記樹脂部材形成工程の前に、前記金属基板上に、前記第1半導体チップを囲むケースを配置するケース配置工程をさらに有する、
請求項15に記載の半導体装置の製造方法。
After the mounting step and before the resin member forming step, the method further includes a case placement step of placing a case surrounding the first semiconductor chip on the metal substrate.
16. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 15.
前記樹脂部材形成工程は、
前記ケースの内部に、前記第1樹脂層となる第1樹脂材料を流し込む第1工程と、
前記第1工程の後に、前記ケースの内部に前記第2樹脂層となる第2樹脂材料を流し込む第2工程と、
前記第1樹脂材料および前記第2樹脂材料を一括して硬化させる第3工程と、
を有する、
請求項16に記載の半導体装置の製造方法。
The resin member forming step includes:
a first step of pouring a first resin material to be the first resin layer into the case;
a second step of pouring a second resin material to be the second resin layer into the interior of the case after the first step;
a third step of collectively curing the first resin material and the second resin material;
having
17. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 16.
前記樹脂部材形成工程は、
前記ケースの内部に、第1樹脂材料を流し込み、前記第1樹脂材料を硬化させて前記第1樹脂層を形成する第1工程と、
前記第1工程の後に、前記第1樹脂層の前記厚さ方向の前記一方を向く面を粗面化する第2工程と、
前記第2工程の後に、前記ケースの内部の前記第1樹脂層上に第2樹脂材料を流し込み、前記第2樹脂材料を硬化させて前記第2樹脂層を形成する第3工程と、
を有する、
請求項16に記載の半導体装置の製造方法。
The resin member forming step includes:
a first step of pouring a first resin material into the case and curing the first resin material to form the first resin layer;
After the first step, a second step of roughening the surface of the first resin layer facing the one in the thickness direction;
a third step of, after the second step, pouring a second resin material onto the first resin layer inside the case and curing the second resin material to form the second resin layer;
having
17. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 16.
前記樹脂部材形成工程は、
前記ケースの内部に、第1樹脂材料を流し込み、前記第1樹脂材料を硬化させて前記第1樹脂層を形成する第1工程と、
前記第1工程の後に、前記第1樹脂層の前記厚さ方向の前記一方を向く面に複数のディンプルを形成する第2工程と、
前記第2工程の後に、前記ケースの内部の前記第1樹脂層上に第2樹脂材料を流し込み、前記第2樹脂材料を硬化させて前記第2樹脂層を形成する第3工程と、
を有する、
請求項16に記載の半導体装置の製造方法。
The resin member forming step includes:
a first step of pouring a first resin material into the case and curing the first resin material to form the first resin layer;
a second step of forming a plurality of dimples on the surface of the first resin layer facing the one thickness direction after the first step;
a third step of, after the second step, pouring a second resin material onto the first resin layer inside the case and curing the second resin material to form the second resin layer;
having
17. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 16.
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