JP2022190215A - Semiconductor device - Google Patents

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Motohito Hori
良成 池田
Yoshinari Ikeda
章 平尾
Akira Hirao
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Abstract

To suppress controllability in switching operation from decreasing.SOLUTION: A semiconductor comprises semiconductor chips 20a, 20b which comprise control electrode on top surfaces, and top-surface wiring layers 33c, 33a which are striped in plan view and each have one end part opposed and electrically connected to the control electrode. At this time, the top-surface wiring layers 33c, 33a extend with their other-end parts in the opposite directions and the top-surface wiring layers 33c, 33a are equal in extension-directional length to each other. Consequently, the top-surface wiring layers 33a, 33c become substantially equal in inductance and electric resistance, and delay of control in switching operation, etc., are prevented to prevent controllability from decreasing.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、半導体装置に関する。 The present invention relates to semiconductor devices.

半導体装置は、パワー半導体チップを含み、電力変換装置として機能する。パワー半導体チップは、スイッチング素子、ダイオード素子を含む。スイッチング素子は、例えば、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)、パワーMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)である。また、半導体装置では、複数の半導体チップの制御電極ごとにピン状のポスト電極で接続されているプリント基板または接続ユニットを含んでいる。このようなプリント基板または接続ユニットでは、外部から制御信号が入力される外部端子と、半導体チップの制御電極に接続される接続端子とを備えている。したがって、半導体装置では、プリント基板または接続ユニットを経由して半導体チップの制御電極にそれぞれ制御信号が入力される(例えば、特許文献1,2を参照)。また、半導体チップの制御電極と一方向に配列された複数のリードフレームとが制御用配線層により接続されて、制御信号が入力される(例えば、特許文献3を参照)。 A semiconductor device includes a power semiconductor chip and functions as a power conversion device. A power semiconductor chip includes a switching element and a diode element. The switching elements are, for example, IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors) and power MOSFETs (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistors). Further, the semiconductor device includes a printed circuit board or a connection unit to which the control electrodes of a plurality of semiconductor chips are connected by pin-shaped post electrodes. Such a printed circuit board or connection unit includes an external terminal to which a control signal is input from the outside, and a connection terminal connected to the control electrode of the semiconductor chip. Therefore, in the semiconductor device, control signals are input to the control electrodes of the semiconductor chip via the printed circuit board or the connection unit (see Patent Documents 1 and 2, for example). Control electrodes of the semiconductor chip and a plurality of lead frames arranged in one direction are connected by a wiring layer for control, and a control signal is input (see, for example, Patent Document 3).

特開2020-047658号公報JP 2020-047658 A 特開2017-098421号公報JP 2017-098421 A 国際公開第2019/171684号WO2019/171684

複数の半導体チップの制御電極に対してプリント基板を経由して制御信号を入力する場合、プリント基板に含まれる配線パターン(配線層)によっては、外部端子から各半導体チップの制御電極までの配線長さが異なる場合がある。この場合、スイッチング動作を行うと、配線長さが異なるために、制御のタイミングに差が生じてしまうおそれがある。このため、スイッチング動作時の制御性が低下してしまう。これにより半導体装置の動作の信頼性が低下してしまうおそれがある。 When inputting control signals to the control electrodes of multiple semiconductor chips via a printed circuit board, the wiring length from the external terminal to the control electrode of each semiconductor chip depends on the wiring pattern (wiring layer) included in the printed circuit board. may differ. In this case, if the switching operation is performed, there is a possibility that a difference in control timing may occur due to the difference in wiring length. Therefore, the controllability during the switching operation is degraded. As a result, the reliability of the operation of the semiconductor device may deteriorate.

本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、スイッチング動作時の制御性の低下が抑制された半導体装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a semiconductor device in which deterioration of controllability during switching operation is suppressed.

本発明の一観点によれば、第1制御電極をおもて面に備えた第1半導体チップと、第2制御電極をおもて面に備えた第2半導体チップと、平面視でストライプ状であって、一端部が前記第1制御電極に対向すると共に電気的に接続された第1制御配線層と、平面視でストライプ状であって、一端部が前記第2制御電極に対向すると主に電気的に接続された第2制御配線層と、を備え、前記第1制御配線層及び前記第2制御配線層は、互いの他端部が反対方向を向いてそれぞれ延伸し、前記第1制御配線層及び前記第2制御配線層の延伸方向の長さは互いに等しい、半導体装置が提供される。 According to one aspect of the present invention, the first semiconductor chip having the first control electrode on the front surface and the second semiconductor chip having the second control electrode on the front surface are formed in stripes in plan view. A first control wiring layer having one end opposed to the first control electrode and electrically connected to the first control wiring layer and having a striped shape in a plan view, and having one end opposed to the second control electrode, the main control wiring layer and a second control wiring layer electrically connected to the first control wiring layer, wherein the first control wiring layer and the second control wiring layer extend with the other end portions facing in opposite directions to each other, and the first control wiring layer A semiconductor device is provided in which the control wiring layer and the second control wiring layer have the same length in the extending direction.

開示の技術によれば、スイッチング動作時の制御性の低下を抑制して、半導体装置の信頼性の低下を防止することができる。 According to the disclosed technique, it is possible to suppress deterioration in controllability during switching operation and prevent deterioration in reliability of the semiconductor device.

第1の実施の形態の半導体装置の平面図である。1 is a plan view of a semiconductor device according to a first embodiment; FIG. 第1の実施の形態の半導体装置の側断面図である。1 is a side sectional view of a semiconductor device according to a first embodiment; FIG. 第1の実施の形態の半導体装置の内部の平面図である。1 is a plan view of the inside of a semiconductor device according to a first embodiment; FIG. 第1の実施の形態の半導体装置に含まれるプリント基板のおもて面の平面図である。2 is a plan view of the front surface of a printed circuit board included in the semiconductor device of the first embodiment; FIG. 第1の実施の形態の半導体装置に含まれるプリント基板の裏面の平面図である。2 is a plan view of the back surface of the printed circuit board included in the semiconductor device of the first embodiment; FIG. 第2の実施の形態の半導体装置の平面図である。It is a top view of the semiconductor device of 2nd Embodiment. 第2の実施の形態の半導体装置の側断面図である。FIG. 10 is a side cross-sectional view of a semiconductor device according to a second embodiment; 第2の実施の形態の半導体装置の内部の平面図である。FIG. 10 is a plan view of the inside of a semiconductor device according to a second embodiment; 第2の実施の形態の半導体装置に含まれるプリント基板のおもて面の平面図である。FIG. 10 is a plan view of the front surface of a printed circuit board included in a semiconductor device according to a second embodiment; 第2の実施の形態の半導体装置に含まれるプリント基板の裏面の平面図である。FIG. 11 is a plan view of the back surface of a printed circuit board included in a semiconductor device according to a second embodiment; 第3の実施の形態の電力変換装置を示す図である。It is a figure which shows the power converter device of 3rd Embodiment.

以下、図面を参照して、実施の形態について説明する。なお、以下の説明において、「おもて面」及び「上面」とは、図の半導体装置において、上側(+Z方向)を向いたX-Y面を表す。同様に、「上」とは、図の半導体装置において、上側(+Z方向)の方向を表す。「裏面」及び「下面」とは、図の半導体装置において、下側(-Z方向)を向いたX-Y面を表す。同様に、「下」とは、図の半導体装置において、下側(-Z方向)の方向を表す。必要に応じて他の図面でも同様の方向性を意味する。「おもて面」、「上面」、「上」、「裏面」、「下面」、「下」、「側面」は、相対的な位置関係を特定する便宜的な表現に過ぎず、本発明の技術的思想を限定するものではない。例えば、「上」及び「下」は、必ずしも地面に対する鉛直方向を意味しない。つまり、「上」及び「下」の方向は、重力方向に限定されない。また、以下の説明において「主成分」とは、80vol%以上含む場合を表す。 Embodiments will be described below with reference to the drawings. In the following description, "front surface" and "upper surface" represent the XY plane facing upward (+Z direction) in the semiconductor device shown in the figures. Similarly, "up" means the direction of the upper side (+Z direction) in the illustrated semiconductor device. “Back surface” and “lower surface” represent the XY plane facing downward (−Z direction) in the illustrated semiconductor device. Similarly, "downward" means the downward direction (-Z direction) in the illustrated semiconductor device. Similar directions are meant in other drawings as needed. "Front surface", "upper surface", "top", "back surface", "lower surface", "lower surface", and "side surface" are merely expedient expressions for specifying relative positional relationships. It does not limit the technical idea of For example, "above" and "below" do not necessarily mean perpendicular to the ground. That is, the "up" and "down" directions are not limited to the direction of gravity. In addition, in the following description, the term "main component" refers to the case of containing 80 vol% or more.

[第1の実施の形態]
第1の実施の形態の半導体装置について、図1及び図2を用いて説明する。図1は、第1の実施の形態の半導体装置の平面図であり、図2は、第1の実施の形態の半導体装置の側断面図である。なお、図2は、図1の一点鎖線X-Xにおける断面図である。なお、一点鎖線X-Xは、半導体装置1の短辺の中心を通り、半導体装置1の長辺に平行な中心線でもある。
[First embodiment]
A semiconductor device according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. FIG. 1 is a plan view of the semiconductor device of the first embodiment, and FIG. 2 is a side sectional view of the semiconductor device of the first embodiment. 2 is a cross-sectional view taken along the dashed-dotted line XX in FIG. The dashed-dotted line XX is also a center line passing through the center of the short side of the semiconductor device 1 and parallel to the long side of the semiconductor device 1 .

半導体装置1は、直方体状の封止本体部2を備え、封止本体部2のおもて面2eから外部接続端子3,4,5と制御端子6a,6bとセンス端子7a,7bとがおもて面2eに対して鉛直上方(+Z方向)に延伸している。 A semiconductor device 1 includes a rectangular parallelepiped sealing body 2, and external connection terminals 3, 4, 5, control terminals 6a, 6b, and sense terminals 7a, 7b extend from a front surface 2e of the sealing body 2. It extends vertically upward (+Z direction) with respect to the front surface 2e.

封止本体部2は、平面視で、略矩形状のおもて面2eの四方が側壁部2a~2dで囲まれている。また、側壁部2a,2cは、封止本体部2の長手方向(長辺)、側壁部2b,2dは、封止本体部2の短手方向(短辺)にそれぞれ対応している。なお、側壁部2a~2dの四隅の接続箇所は、必ずしも、直角でなくてもよく、R形状を成しても、面取りされていてもよい。おもて面2eと側壁部2a~2dとの繋ぎ目も、必ずしも、直角でなくてもよく、R形状を成しても、面取りされていてもよい。 The sealing body 2 has a substantially rectangular front surface 2e surrounded by side walls 2a to 2d on four sides in a plan view. The side walls 2a and 2c correspond to the longitudinal direction (long side) of the sealing body 2, and the side walls 2b and 2d correspond to the width direction (short side) of the sealing body 2, respectively. The connection points at the four corners of the side wall portions 2a to 2d do not necessarily have to be right angles, and may be rounded or chamfered. The joints between the front surface 2e and the side walls 2a to 2d are not necessarily right-angled, and may be rounded or chamfered.

外部接続端子3,4,5と制御端子6a,6bとセンス端子7a,7bとは、円柱状または角柱状を成している。いわゆる、ピン状を成している。外部接続端子3,4,5と制御端子6a,6bとセンス端子7a,7bとは、導電性に優れた材質により構成されている。このような材質として、例えば、銀、銅、ニッケル、または、少なくともこれらの一種を含む合金等により構成されている。 The external connection terminals 3, 4, 5, the control terminals 6a, 6b, and the sense terminals 7a, 7b are cylindrical or prismatic. It forms a so-called pin shape. The external connection terminals 3, 4, 5, the control terminals 6a, 6b, and the sense terminals 7a, 7b are made of a highly conductive material. Such materials include, for example, silver, copper, nickel, or alloys containing at least one of these.

外部接続端子3,4,5は、一点鎖線X-Xを挟んで一本ずつ、一点鎖線X-Xに線対称を成して、おもて面2eに対して鉛直上方(+Z方向)にそれぞれ延伸している。なお、外部接続端子3,4,5は、一点鎖線X-Xを挟んで一本ずつ延伸している場合を記載している。この場合に限らず、外部接続端子3,4,5は、一点鎖線X-Xを挟んで二本ずつ以上、延伸していてもよい。また、外部接続端子3,4,5の上端部は、おもて面2eに一体的に形成された端子台2f~2hのおもて面から延伸している。外部接続端子3,4,5の下端部は、封止本体部2の内部に-Z方向に延伸している。 The external connection terminals 3, 4, and 5 are placed vertically upward (+Z direction) with respect to the front surface 2e, one by one across the dashed line XX, forming line symmetry with the dashed line XX. Each is extended. It should be noted that the external connection terminals 3, 4, and 5 are described as extending one by one across the dashed-dotted line XX. Not limited to this case, the external connection terminals 3, 4, and 5 may extend two or more each across the dashed-dotted line XX. The upper ends of the external connection terminals 3, 4 and 5 extend from the front surfaces of the terminal blocks 2f to 2h integrally formed with the front surface 2e. The lower ends of the external connection terminals 3, 4, 5 extend inside the sealing body 2 in the -Z direction.

制御端子6a,6bは、一点鎖線X-X上であって、側壁部2b,2d側であって、おもて面2eに対して鉛直上方にそれぞれ延伸している。また、制御端子6a,6bの上端部は、おもて面2eに一体的に形成された端子台2i,2jのおもて面から延伸している。制御端子6a,6bの下端部は、封止本体部2の内部に鉛直下方(-Z方向)に延伸している。 The control terminals 6a and 6b extend vertically upward from the front surface 2e on the side walls 2b and 2d on the dashed line XX. Upper ends of the control terminals 6a and 6b extend from the front surfaces of the terminal blocks 2i and 2j integrally formed with the front surface 2e. The lower ends of the control terminals 6a and 6b extend vertically downward (-Z direction) inside the sealing body 2. As shown in FIG.

センス端子7a,7bは、一点鎖線X-X上であって、制御端子6a,6bよりもさらに側壁部2b,2d側であって、おもて面2eに対して鉛直上方(+Z方向)にそれぞれ延伸している。また、センス端子7a,7bの上端部は、おもて面2eに一体的に形成された端子台2i,2jのおもて面から延伸している。センス端子7a,7bの下端部は、封止本体部2の内部に鉛直下方(-Z方向)に延伸している。 The sense terminals 7a and 7b are located on the dashed line XX, closer to the side walls 2b and 2d than the control terminals 6a and 6b, and vertically upward (+Z direction) with respect to the front surface 2e. Each is extended. Upper ends of the sense terminals 7a and 7b extend from the front surfaces of the terminal blocks 2i and 2j formed integrally with the front surface 2e. The lower ends of the sense terminals 7a and 7b extend vertically downward (-Z direction) inside the sealing body 2. As shown in FIG.

また、外部接続端子3,4,5は、主電流が入出力する主端子である。外部接続端子3は、外部電源の正極に接続される入力端子(P端子)である。外部接続端子3は、後述する半導体チップ20bの主電極(コレクタ電極)と電気的に接続される。 External connection terminals 3, 4, and 5 are main terminals for inputting and outputting a main current. The external connection terminal 3 is an input terminal (P terminal) connected to the positive electrode of the external power supply. The external connection terminal 3 is electrically connected to a main electrode (collector electrode) of a semiconductor chip 20b, which will be described later.

外部接続端子4は、外部電源の負極に接続される入力端子(N端子)である。外部接続端子4は、後述する半導体チップ20aの主電極(エミッタ電極)と電気的に接続される。外部接続端子5は、出力電流が流れる出力端子(O端子)である。外部接続端子5は、半導体チップ20bの主電極(エミッタ電極)及び半導体チップ20aの主電極(コレクタ電極)と電気的に接続される。 The external connection terminal 4 is an input terminal (N terminal) connected to the negative electrode of the external power supply. The external connection terminal 4 is electrically connected to a main electrode (emitter electrode) of a semiconductor chip 20a, which will be described later. The external connection terminal 5 is an output terminal (O terminal) through which an output current flows. The external connection terminal 5 is electrically connected to the main electrode (emitter electrode) of the semiconductor chip 20b and the main electrode (collector electrode) of the semiconductor chip 20a.

制御端子6a,6b(G1,G2端子)は、後述するプリント基板30を経由して、半導体チップ20b,20aの制御電極と電気的に接続されている。センス端子7a,7b(E1s,E2s端子)は、プリント基板30を経由して、半導体チップ20b,20aのエミッタ電極と電気的に接続されている。 The control terminals 6a, 6b (G1, G2 terminals) are electrically connected to control electrodes of the semiconductor chips 20b, 20a via a printed circuit board 30, which will be described later. The sense terminals 7a, 7b (E1s, E2s terminals) are electrically connected to the emitter electrodes of the semiconductor chips 20b, 20a via the printed circuit board 30, respectively.

外部接続端子3,4,5と制御端子6a,6bとセンス端子7a,7bとが一体的に成形された封止本体部2は、所定の金型内に後述する半導体チップ20a,20b等を含んで樹脂で封止することで構成されている。このような樹脂は、熱可塑性樹脂を主成分として構成されている。熱可塑性樹脂は、例えば、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンサクシネート樹脂、ポリイミド樹脂、または、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂である。 The sealing body 2, in which the external connection terminals 3, 4, 5, the control terminals 6a, 6b, and the sense terminals 7a, 7b are integrally molded, is provided with semiconductor chips 20a, 20b, etc., which will be described later, in a predetermined mold. It is configured by containing and sealing with resin. Such resins are mainly composed of thermoplastic resins. The thermoplastic resin is, for example, polyphenylene sulfide resin, polybutylene terephthalate resin, polybutylene succinate resin, polyimide resin, or acrylonitrile butadiene styrene resin.

このような半導体装置1は、封止本体部2により、絶縁回路基板10a,10bと半導体チップ20a,20bとプリント基板30とが封止されている。絶縁回路基板10a,10bは、絶縁板11a,11bと絶縁板11a,11bの裏面に設けられた金属板12a,12bと絶縁板11a,11bのおもて面に設けられた回路パターン13a1,13a2,13bとを含んでいる。絶縁板11a,11b及び金属板12a,12bは、平面視で矩形状である。また、絶縁板11a,11b及び金属板12a,12bは、角部がR形状や、C形状に面取りされていてもよい。金属板12a,12bのサイズは、平面視で、絶縁板11a,11bのサイズより小さく、絶縁板11a,11bの内側に形成されている。絶縁板11a,11bは、絶縁性を備え、熱伝導性に優れた材質により構成されている。このような絶縁板11a,11bは、セラミックスまたは絶縁樹脂により構成されている。セラミックスは、例えば、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化珪素である。絶縁樹脂は、例えば、紙フェノール基板、紙エポキシ基板、ガラスコンポジット基板、ガラスエポキシ基板である。絶縁板11a,11bの厚さは、0.2mm以上、2.5mm以下である。 In such a semiconductor device 1, the insulating circuit boards 10a and 10b, the semiconductor chips 20a and 20b, and the printed circuit board 30 are sealed by the sealing body portion 2. As shown in FIG. The insulating circuit boards 10a and 10b include insulating plates 11a and 11b, metal plates 12a and 12b provided on the rear surfaces of the insulating plates 11a and 11b, and circuit patterns 13a1 and 13a2 provided on the front surfaces of the insulating plates 11a and 11b. , 13b. The insulating plates 11a, 11b and the metal plates 12a, 12b are rectangular in plan view. The corners of the insulating plates 11a and 11b and the metal plates 12a and 12b may be chamfered in an R shape or a C shape. The size of the metal plates 12a and 12b is smaller than the size of the insulating plates 11a and 11b in plan view, and they are formed inside the insulating plates 11a and 11b. The insulating plates 11a and 11b are made of a material having insulating properties and excellent thermal conductivity. Such insulating plates 11a and 11b are made of ceramics or insulating resin. Ceramics are, for example, aluminum oxide, aluminum nitride, and silicon nitride. The insulating resin is, for example, a paper phenol board, a paper epoxy board, a glass composite board, or a glass epoxy board. The thickness of the insulating plates 11a and 11b is 0.2 mm or more and 2.5 mm or less.

金属板12a,12bは、絶縁板11a,11bよりも面積が小さく、回路パターン13a1,13a2,13bが形成されている領域の面積よりも広く、絶縁板11a,11bと同様に矩形状を成している。また、角部がR形状や、C形状に面取りされていてもよい。金属板12a,12bは、絶縁板11a,11bのサイズより小さく、絶縁板11a,11bの縁部を除いた全面に形成されている。金属板12a,12bは、熱伝導性に優れた金属を主成分として構成されている。金属は、例えば、銅、アルミニウムまたは、少なくともこれらの一種を含む合金である。また、金属板12a,12bの厚さは、0.1mm以上、2.5mm以下である。金属板12a,12bの耐食性を向上させるために、めっき処理を行ってもよい。この際、用いられるめっき材は、例えば、ニッケル、ニッケル-リン合金、ニッケル-ボロン合金である。 The metal plates 12a and 12b have an area smaller than that of the insulating plates 11a and 11b and a larger area than the regions where the circuit patterns 13a1, 13a2 and 13b are formed, and are rectangular like the insulating plates 11a and 11b. ing. Also, the corners may be chamfered in an R shape or a C shape. The metal plates 12a and 12b are smaller in size than the insulating plates 11a and 11b, and are formed on the entire surfaces of the insulating plates 11a and 11b except for the edges. The metal plates 12a and 12b are mainly composed of metal having excellent thermal conductivity. The metal is, for example, copper, aluminum, or an alloy containing at least one of these. Moreover, the thickness of the metal plates 12a and 12b is 0.1 mm or more and 2.5 mm or less. In order to improve the corrosion resistance of the metal plates 12a and 12b, plating may be performed. At this time, the plating material used is, for example, nickel, nickel-phosphorus alloy, nickel-boron alloy.

回路パターン13a1,13a2,13bは、導電性に優れた金属により構成されている。このような金属は、例えば、銅、アルミニウム、または、少なくともこれらの一種を主成分とする合金である。また、回路パターン13a1,13a2,13bの厚さは、0.1mm以上、2.0mm以下である。回路パターン13a1,13a2,13bの表面に対して、耐食性を向上させるために、めっき処理を行ってもよい。この際、用いられるめっき材は、例えば、ニッケル、ニッケル-リン合金、ニッケル-ボロン合金である。なお、図2に示す回路パターン13a1,13a2,13bは一例である。必要に応じて、回路パターン13a1,13a2,13bの個数、形状、大きさ等を適宜選択してもよい。
このような構成を有する絶縁回路基板10a,10bは、例えば、DCB(Direct Copper Bonding)基板、AMB(Active Metal Brazed)基板、樹脂絶縁基板が挙げられる。
The circuit patterns 13a1, 13a2, 13b are made of metal with excellent conductivity. Such metals are, for example, copper, aluminum, or alloys based on at least one of these. Moreover, the thickness of the circuit patterns 13a1, 13a2, 13b is 0.1 mm or more and 2.0 mm or less. Plating may be performed on the surfaces of the circuit patterns 13a1, 13a2, 13b in order to improve corrosion resistance. At this time, the plating material used is, for example, nickel, nickel-phosphorus alloy, nickel-boron alloy. Note that the circuit patterns 13a1, 13a2, and 13b shown in FIG. 2 are examples. If necessary, the number, shape, size, etc. of the circuit patterns 13a1, 13a2, 13b may be appropriately selected.
Examples of the insulating circuit boards 10a and 10b having such a configuration include a DCB (Direct Copper Bonding) board, an AMB (Active Metal Brazed) board, and a resin insulating board.

半導体装置1では、絶縁回路基板10a,10bの金属板12a,12bの裏面が表出されている。このような半導体装置1の裏面に接合部材を介して冷却ユニットを取り付けてもよい。 In the semiconductor device 1, the rear surfaces of the metal plates 12a and 12b of the insulating circuit boards 10a and 10b are exposed. A cooling unit may be attached to the back surface of such a semiconductor device 1 via a bonding member.

ここで用いられる接合部材は、はんだ、ろう材、または、金属焼結体である。はんだは、鉛フリーはんだが用いられる。鉛フリーはんだは、例えば、錫、銀、銅、亜鉛、アンチモン、インジウム、ビスマスの少なくとも2つを含む合金を主成分とする。さらに、はんだには、添加物が含まれてもよい。添加物は、例えば、ニッケル、ゲルマニウム、コバルトまたはシリコンである。はんだは、添加物が含まれることで、濡れ性、光沢、結合強度が向上し、信頼性の向上を図ることができる。ろう材は、例えば、アルミニウム合金、チタン合金、マグネシウム合金、ジルコニウム合金、シリコン合金の少なくともいずれかを主成分とする。絶縁回路基板10a,10bは、このような接合部材を用いたろう付け加工で接合することができる。金属焼結体は、例えば、銀及び銀合金を主成分とする。または、接合部材は、サーマルインターフェースマテリアルであってよい。サーマルインターフェースマテリアルは、例えば、エラストマーシート、RTV(Room Temperature Vulcanization)ゴム、ゲル、フェイズチェンジ材を含む接着材である。このようなろう材またはサーマルインターフェースマテリアルを介して冷却ユニットに取り付けることで、半導体装置1の放熱性を向上させることができる。 The joining member used here is solder, brazing material, or sintered metal. Lead-free solder is used as the solder. Lead-free solder is mainly composed of an alloy containing at least two of tin, silver, copper, zinc, antimony, indium, and bismuth, for example. Furthermore, the solder may contain additives. Additives are, for example, nickel, germanium, cobalt or silicon. Additives in the solder improve wettability, gloss, and bonding strength, thereby improving reliability. The brazing filler metal contains, for example, at least one of aluminum alloy, titanium alloy, magnesium alloy, zirconium alloy, and silicon alloy as its main component. The insulated circuit boards 10a and 10b can be joined by brazing using such joining members. A metal sintered body has silver and a silver alloy as a main component, for example. Alternatively, the joining member may be a thermal interface material. Thermal interface materials are, for example, elastomeric sheets, room temperature vulcanization (RTV) rubbers, gels, adhesives including phase change materials. By attaching the semiconductor device 1 to the cooling unit through such a brazing material or thermal interface material, the heat dissipation of the semiconductor device 1 can be improved.

冷却ユニットは、例えば、複数のフィンから構成されるヒートシンク並びに冷媒により冷却する冷却装置を適用してもよい。ヒートシンクは、熱伝導性に優れた材料を主成分とする。このような材料は、アルミニウム、鉄、銀、銅、または、少なくともこれらの一種を含む合金が挙げられる。そして、耐食性を向上させるために、ヒートシンクの表面にめっき処理を行ってもよい。この際、用いられるめっき材は、例えば、ニッケル、ニッケル-リン合金、ニッケル-ボロン合金がある。 For the cooling unit, for example, a heat sink configured with a plurality of fins and a cooling device that cools with a coolant may be applied. A heat sink is mainly composed of a material having excellent thermal conductivity. Such materials include aluminum, iron, silver, copper, or alloys containing at least one of these. In order to improve corrosion resistance, the surface of the heat sink may be plated. At this time, plating materials used include, for example, nickel, nickel-phosphorus alloys, and nickel-boron alloys.

半導体チップ20a,20bは、シリコンまたは炭化シリコンから構成されるパワーデバイス素子を含んでいる。また、半導体チップ20a,20bの厚さは、例えば、40μm以上、250μm以下である。パワーデバイス素子は、スイッチング素子及びダイオード素子のそれぞれの機能を合わせもつ。このようなパワーデバイス素子は、RC(Reverse-Conducting)-IGBT、IGBT、パワーMOSFETであってよい。但し、IGBT及びパワーMOSFETは、寄生ダイオードを含む。半導体チップ20a,20bがRC-IGBT,IGBTの場合には、裏面に主電極としてコレクタ電極を、おもて面に、制御電極としてゲート電極及び主電極としてエミッタ電極をそれぞれ備えている。半導体チップ20a,20bがパワーMOSFETの場合には、裏面に主電極としてドレイン電極を、おもて面に、制御電極としてゲート電極及び主電極としてソース電極をそれぞれ備えている。なお、半導体チップ20a,20bの詳細については後述する。 The semiconductor chips 20a, 20b include power device elements made of silicon or silicon carbide. Also, the thickness of the semiconductor chips 20a and 20b is, for example, 40 μm or more and 250 μm or less. A power device element combines the functions of a switching element and a diode element. Such power device elements may be RC (Reverse-Conducting)-IGBTs, IGBTs, and power MOSFETs. However, IGBTs and power MOSFETs contain parasitic diodes. When the semiconductor chips 20a and 20b are RC-IGBTs and IGBTs, they have a collector electrode as a main electrode on the back surface, and a gate electrode as a control electrode and an emitter electrode as a main electrode on the front surface. When the semiconductor chips 20a and 20b are power MOSFETs, they have a drain electrode as a main electrode on the back surface, and a gate electrode as a control electrode and a source electrode as a main electrode on the front surface. Details of the semiconductor chips 20a and 20b will be described later.

このような半導体チップ20a,20bの裏面が回路パターン13a1,13b上に接合部材により機械的、かつ、電気的に接合される。ここで用いられる接合部材は、はんだ、または、金属焼結体である。はんだは、鉛フリーはんだが用いられる。鉛フリーはんだは、例えば、錫、銀、銅、亜鉛、アンチモン、インジウム、ビスマスの少なくとも2つを含む合金を主成分とする。さらに、はんだには、添加物が含まれてもよい。添加物は、例えば、ニッケル、ゲルマニウム、コバルトまたはシリコンである。はんだは、添加物が含まれることで、濡れ性、光沢、結合強度が向上し、信頼性の向上を図ることができる。金属焼結体で用いられる金属は、例えば、銀及び銀合金である。 The rear surfaces of such semiconductor chips 20a and 20b are mechanically and electrically joined onto the circuit patterns 13a1 and 13b by joining members. The joining member used here is solder or a sintered metal. Lead-free solder is used as the solder. Lead-free solder is mainly composed of an alloy containing at least two of tin, silver, copper, zinc, antimony, indium, and bismuth, for example. Furthermore, the solder may contain additives. Additives are, for example, nickel, germanium, cobalt or silicon. Additives in the solder improve wettability, gloss, and bonding strength, thereby improving reliability. Metals used in the metal sintered body are, for example, silver and silver alloys.

プリント基板30は、絶縁層31と当該絶縁層31の裏面に形成された下面配線層32と当該絶縁層31のおもて面に形成された上面配線層33とを含んでいる。絶縁層31は、基材と当該基材に含浸させた樹脂とを含んでいる。基材は、例えば、紙またはガラス布、または、これらを含んでいるものである。樹脂は、例えば、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂である。具体例としては、紙フェノール基板、紙エポキシ基板、ガラスエポキシ基板、複合基材エポキシ基板、ガラスポリイミド基板である。 The printed circuit board 30 includes an insulating layer 31 , a lower wiring layer 32 formed on the back surface of the insulating layer 31 , and an upper wiring layer 33 formed on the front surface of the insulating layer 31 . The insulating layer 31 includes a base material and a resin impregnated in the base material. The substrate is, for example, paper or glass cloth, or contains these. Resins are, for example, phenolic resins, epoxy resins, and polyimide resins. Specific examples include paper phenol substrates, paper epoxy substrates, glass epoxy substrates, composite base epoxy substrates, and glass polyimide substrates.

下面配線層32及び上面配線層33は、導電性に優れた金属により構成されている。このような金属は、例えば、銅、アルミニウム、または、少なくともこれらの一種を主成分とする合金である。このようなプリント基板30が絶縁回路基板10a,10bのおもて面に所定の間隔を空けて対向配置されている。なお、下面配線層32及び上面配線層33は、それぞれ、複数含んでいる。それぞれを区別しない場合には、下面配線層32及び上面配線層33とする。下面配線層32及び上面配線層33の詳細については後述する。 The lower wiring layer 32 and the upper wiring layer 33 are made of metal with excellent conductivity. Such metals are, for example, copper, aluminum, or alloys based on at least one of these. Such a printed circuit board 30 is arranged opposite to the front surfaces of the insulating circuit boards 10a and 10b with a predetermined gap therebetween. Note that each of the lower wiring layer 32 and the upper wiring layer 33 includes a plurality of layers. When they are not distinguished from each other, they are referred to as a lower wiring layer 32 and an upper wiring layer 33 . Details of the lower wiring layer 32 and the upper wiring layer 33 will be described later.

また、半導体装置1は、さらに、主電流ポスト電極8a~8dと制御ポスト電極9a,9bと検出ポスト電極9c,9d(図3を参照)とを備える。主電流ポスト電極8a~8dと制御ポスト電極9a,9bと検出ポスト電極9c,9dとは、例えば、円筒、角柱のポスト状を成している。主電流ポスト電極8a~8dと制御ポスト電極9a,9bと検出ポスト電極9c,9dとは、導電性に優れた材質により構成されている。このような材質として、例えば、銀、銅、ニッケル、または、少なくともこれらの一種を含む合金により構成されている。 The semiconductor device 1 further includes main current post electrodes 8a to 8d, control post electrodes 9a and 9b, and detection post electrodes 9c and 9d (see FIG. 3). The main current post electrodes 8a to 8d, the control post electrodes 9a and 9b, and the detection post electrodes 9c and 9d are, for example, cylindrical or prismatic post-shaped. The main current post electrodes 8a to 8d, the control post electrodes 9a and 9b, and the detection post electrodes 9c and 9d are made of a highly conductive material. Such materials include, for example, silver, copper, nickel, or alloys containing at least one of these.

主電流ポスト電極8a~8dは、プリント基板30と、半導体チップ20a,20bの主電極並びに絶縁回路基板10a,10bとの間を機械的、かつ、電気的に接続する。制御ポスト電極9a,9bは、プリント基板30と、半導体チップ20a,20bの制御電極との間を機械的、かつ、電気的に接続する。検出ポスト電極9c,9dは、プリント基板30と、半導体チップ20a,20bの主電極との間を機械的、かつ、電気的に接続する。 The main current post electrodes 8a-8d mechanically and electrically connect the printed board 30 with the main electrodes of the semiconductor chips 20a, 20b and the insulating circuit boards 10a, 10b. The control post electrodes 9a and 9b mechanically and electrically connect the printed circuit board 30 and the control electrodes of the semiconductor chips 20a and 20b. The detection post electrodes 9c and 9d mechanically and electrically connect the printed circuit board 30 and the main electrodes of the semiconductor chips 20a and 20b.

次に、半導体チップ20a,20b、絶縁回路基板10a,10b、プリント基板30の詳細について説明する。まず、半導体チップ20a,20b及び絶縁回路基板10a,10bについて、図3を用いて説明する。図3は、第1の実施の形態の半導体装置の内部の平面図である。なお、図3は、半導体装置1において、半導体チップ20a,20bが接合された絶縁回路基板10a,10bの平面図である。半導体装置1の封止本体部2、主電流ポスト電極8a~8d、制御ポスト電極9a,9b、検出ポスト電極9c,9dの位置については破線で示している。 Next, details of the semiconductor chips 20a and 20b, the insulating circuit boards 10a and 10b, and the printed circuit board 30 will be described. First, the semiconductor chips 20a and 20b and the insulating circuit boards 10a and 10b will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a plan view of the interior of the semiconductor device of the first embodiment. 3 is a plan view of the insulating circuit boards 10a and 10b to which the semiconductor chips 20a and 20b are bonded in the semiconductor device 1. FIG. The positions of the sealing body 2, the main current post electrodes 8a to 8d, the control post electrodes 9a and 9b, and the detection post electrodes 9c and 9d of the semiconductor device 1 are indicated by dashed lines.

半導体チップ20a,20bは、図3に示されるように、おもて面の側辺(第1,第2側辺)の中央部に制御電極21a,21bが設けられている。半導体チップ20a,20bのおもて面の制御電極21a,21bを除いた領域は、主電極22a,22bが設けられている。 As shown in FIG. 3, the semiconductor chips 20a and 20b are provided with control electrodes 21a and 21b at the central portions of the sides (first and second sides) of the front surface. Main electrodes 22a and 22b are provided on the front surfaces of the semiconductor chips 20a and 20b except for the control electrodes 21a and 21b.

半導体チップ20a,20bは、平面視で、回路パターン13a1,13bに対して、制御電極21a,21bが形成された側辺が平行を成すように配置されている。図3の場合は、半導体チップ20a,20bは、平面視で、回路パターン13a1,13bに対して、制御電極21a,21bが形成された側辺が同一平面を成して配置されている。言い換えれば、半導体チップ20a,20bは、回路パターン13a1,13bに対して、制御電極21a,21bが封止本体部2の側壁部2aを向いて配置されている。すなわち、制御電極21a,21bが同方向を向いた状態である。 The semiconductor chips 20a and 20b are arranged such that the sides on which the control electrodes 21a and 21b are formed are parallel to the circuit patterns 13a1 and 13b in plan view. In the case of FIG. 3, the semiconductor chips 20a and 20b are arranged so that the sides on which the control electrodes 21a and 21b are formed are flush with the circuit patterns 13a1 and 13b in a plan view. In other words, the semiconductor chips 20a and 20b are arranged with the control electrodes 21a and 21b facing the side wall portion 2a of the sealing body portion 2 with respect to the circuit patterns 13a1 and 13b. That is, the control electrodes 21a and 21b are oriented in the same direction.

また、半導体チップ20aは、回路パターン13a1のほぼ中央部に配置されている。半導体チップ20bは、回路パターン13bのX方向では中央部であって、Y方向では側壁部2b側に配置されている。 Also, the semiconductor chip 20a is arranged substantially in the center of the circuit pattern 13a1. The semiconductor chip 20b is arranged in the center of the circuit pattern 13b in the X direction and on the side wall 2b in the Y direction.

半導体チップ20a,20bの制御電極21a,21bには、制御ポスト電極9b,9aが、主電極22a,22bには、主電流ポスト電極8d,8aがそれぞれ電気的、かつ、機械的に接続されている。また、半導体チップ20a,20bの制御電極21a,21bに隣接する主電極22a,22bの領域には、検出ポスト電極9d,9cがそれぞれ電気的、かつ、機械的に接続されている。なお、検出ポスト電極9dは、制御電極21aに対して側壁部2d側に、検出ポスト電極9cは、制御電極21bに対して側壁部2d側にそれぞれ隣接して設けられている。 Control post electrodes 9b, 9a are electrically and mechanically connected to the control electrodes 21a, 21b of the semiconductor chips 20a, 20b, and main current post electrodes 8d, 8a are electrically and mechanically connected to the main electrodes 22a, 22b. there is Detection post electrodes 9d and 9c are electrically and mechanically connected to areas of the main electrodes 22a and 22b adjacent to the control electrodes 21a and 21b of the semiconductor chips 20a and 20b, respectively. The detection post electrode 9d is provided on the side wall portion 2d side of the control electrode 21a, and the detection post electrode 9c is provided on the side wall portion 2d side of the control electrode 21b.

絶縁回路基板10aは、絶縁板11aのおもて面に回路パターン13a1,13a2が形成されている。回路パターン13a1,13a2は、いずれも、平面視で矩形状を成している。回路パターン13a1,13a2は、絶縁板11aのX方向の幅に渡って形成されている。回路パターン13a1は、絶縁板11aのおもて面のY方向の幅の3分の2程度を占めて、絶縁板11aのおもて面に対して側壁部2d側に形成されている。回路パターン13a1の中央部には、既述の通り、半導体チップ20aが配置されている。回路パターン13a1の半導体チップ20aの側壁部2b側であって、やや側壁部2c側に複数の主電流ポスト電極8cがX方向に沿って電気的、かつ、機械的に接続されている。また、回路パターン13a1の側壁部2d側の角部に、外部接続端子5がそれぞれ電気的、かつ、機械的に接続されている。 The insulating circuit board 10a has circuit patterns 13a1 and 13a2 formed on the front surface of an insulating plate 11a. Both of the circuit patterns 13a1 and 13a2 are rectangular in plan view. The circuit patterns 13a1 and 13a2 are formed over the width of the insulating plate 11a in the X direction. The circuit pattern 13a1 occupies about two-thirds of the Y-direction width of the front surface of the insulating plate 11a, and is formed on the side wall portion 2d side of the front surface of the insulating plate 11a. As described above, the semiconductor chip 20a is arranged in the central portion of the circuit pattern 13a1. A plurality of main current post electrodes 8c are electrically and mechanically connected along the X direction on the side wall portion 2b side of the semiconductor chip 20a of the circuit pattern 13a1 and slightly on the side wall portion 2c side. Further, the external connection terminals 5 are electrically and mechanically connected to the corners of the circuit pattern 13a1 on the side wall portion 2d.

回路パターン13a2は、絶縁板11aのおもて面のY方向の幅の3分の1程度を占めて、絶縁板11aのおもて面に対して側壁部2b側に形成されている。回路パターン13a2の側壁部2d側であって、主電流ポスト電極8cに対向して複数の主電流ポスト電極8bがX方向に沿って電気的、かつ、機械的に接続されている。また、回路パターン13a2の側壁部2b側の角部に、外部接続端子4がそれぞれ電気的、かつ、機械的に接続されている。 The circuit pattern 13a2 occupies about one third of the Y-direction width of the front surface of the insulating plate 11a and is formed on the side wall portion 2b side of the front surface of the insulating plate 11a. A plurality of main current post electrodes 8b are electrically and mechanically connected along the X direction on the side of the side wall portion 2d of the circuit pattern 13a2 so as to face the main current post electrodes 8c. The external connection terminals 4 are electrically and mechanically connected to the corners of the circuit pattern 13a2 on the sidewall 2b side.

回路パターン13bは、絶縁板11bのおもて面の全体に形成されている。回路パターン13bの側壁部2b側の中央部には、既述の通り、半導体チップ20bが配置されている。外部接続端子3が、回路パターン13bの側壁部2a,2c側であって、半導体チップ20bと回路パターン13bの側壁部2d側の側辺との間にそれぞれ電気的、かつ、機械的に接続されている。 The circuit pattern 13b is formed over the entire front surface of the insulating plate 11b. As described above, the semiconductor chip 20b is arranged in the central portion of the circuit pattern 13b on the sidewall portion 2b side. The external connection terminals 3 are on the sides of the side walls 2a and 2c of the circuit pattern 13b and are electrically and mechanically connected between the semiconductor chip 20b and the side of the side wall 2d of the circuit pattern 13b. ing.

次いで、プリント基板30について、図4及び図5を用いて説明する。図4は、第1の実施の形態の半導体装置に含まれるプリント基板のおもて面の平面図であり、図5は、第1の実施の形態の半導体装置に含まれるプリント基板の裏面の平面図である。図4は、上面配線層33をプリント基板30のおもて面から見た場合であり、図5は、下面配線層32をプリント基板30のおもて面から見た場合である。また、図4及び図5は、封止本体部2と半導体チップ20a,20bと絶縁回路基板10a,10bに含まれる構成部品とについては破線で示している。 Next, the printed board 30 will be described with reference to FIGS. 4 and 5. FIG. 4 is a plan view of the front surface of the printed circuit board included in the semiconductor device of the first embodiment, and FIG. 5 is a plan view of the back surface of the printed circuit board included in the semiconductor device of the first embodiment. It is a top view. 4 shows the upper wiring layer 33 as viewed from the front surface of the printed board 30, and FIG. 5 shows the lower wiring layer 32 as viewed from the front surface of the printed board 30. FIG. 4 and 5, the components included in the sealing body 2, the semiconductor chips 20a and 20b, and the insulating circuit boards 10a and 10b are indicated by broken lines.

プリント基板30は、図4に示されるように、絶縁層31と絶縁層31のおもて面に形成された上面配線層33a,33b,33cとを含んでいる。絶縁層31は、平面視で矩形状を成す。絶縁層31のY方向の長さ(長辺)は、上面配線層33及び下面配線層32の形成が許容される長さであり、封止本体部2の長辺よりも短い。また、絶縁層31のX方向の幅(短辺)は、絶縁回路基板10a,10bに形成されている外部接続端子3,4,5のX方向の間隔よりも短くてよい。なお、絶縁層31のX方向の幅が絶縁回路基板10a,10bの同方向の幅または当該幅よりも長い場合には、絶縁層31(プリント基板30)は、外部接続端子3,4,5が挿通される開口(スルーホール)が形成されてもよい。但し、スルーホールを挿通する外部接続端子3,4,5は、上面配線層33及び下面配線層32に対して電気的に絶縁される必要がある。 The printed circuit board 30 includes an insulating layer 31 and upper wiring layers 33a, 33b, and 33c formed on the front surface of the insulating layer 31, as shown in FIG. The insulating layer 31 has a rectangular shape in plan view. The length (long side) of the insulating layer 31 in the Y direction is a length that allows formation of the upper wiring layer 33 and the lower wiring layer 32 , and is shorter than the long side of the sealing body 2 . The width (short side) of the insulating layer 31 in the X direction may be shorter than the distance in the X direction between the external connection terminals 3, 4 and 5 formed on the insulating circuit boards 10a and 10b. In addition, when the width of the insulating layer 31 in the X direction is longer than the width of the insulating circuit boards 10a and 10b in the same direction or the width thereof, the insulating layer 31 (printed circuit board 30) is connected to the external connection terminals 3, 4, and 5. may be formed with openings (through holes) through which are inserted. However, the external connection terminals 3 , 4 , 5 inserted through the through holes must be electrically insulated from the upper wiring layer 33 and the lower wiring layer 32 .

上面配線層33a(第1制御配線層)は、平面視で、長さが長さL2のストライプ状(短冊状)を成している。なお、上面配線層33aのX方向の幅(短辺)は、少なくとも検出ポスト電極9c並びにセンス端子7aが貫通する貫通孔が形成できる程度であればよい。上面配線層33aの一端部(図中、左端部)は制御ポスト電極9aに電気的、かつ、機械的に接続されている。したがって、上面配線層33aの一端部は、半導体チップ20bの制御電極21bに対向すると共に制御ポスト電極9aを介して電気的に接続されている。また、上面配線層33aの一端部に対して、制御ポスト電極9aの側壁部2b側に検出ポスト電極9cが電気的に接続することなく貫通している。 The upper wiring layer 33a (first control wiring layer) has a striped shape (rectangular shape) with a length L2 in plan view. The width (short side) of the upper surface wiring layer 33a in the X direction is sufficient if at least a through hole through which the detection post electrode 9c and the sense terminal 7a penetrate can be formed. One end (the left end in the drawing) of the upper wiring layer 33a is electrically and mechanically connected to the control post electrode 9a. Accordingly, one end of the upper surface wiring layer 33a faces the control electrode 21b of the semiconductor chip 20b and is electrically connected via the control post electrode 9a. Further, the detection post electrode 9c penetrates the side wall portion 2b side of the control post electrode 9a without being electrically connected to one end portion of the upper surface wiring layer 33a.

上面配線層33aの他端部(図中、右端部)は、側壁部2a,2cに沿って、側壁部2bに延伸している。また、上面配線層33aの他端部は、制御端子6aに電気的、かつ、機械的に接続されている。また、上面配線層33aの他端部に対して、制御端子6aの側壁部2b側にセンス端子7aが電気的に接続することなく貫通している。この際、制御ポスト電極9aから制御端子6aまでの長さLc2と検出ポスト電極9cからセンス端子7aまでの長さLs2とは同じ長さである。 The other end portion (the right end portion in the figure) of the upper surface wiring layer 33a extends to the side wall portion 2b along the side wall portions 2a and 2c. The other end of the upper wiring layer 33a is electrically and mechanically connected to the control terminal 6a. Further, the sense terminal 7a penetrates the side wall portion 2b side of the control terminal 6a without being electrically connected to the other end portion of the upper surface wiring layer 33a. At this time, the length Lc2 from the control post electrode 9a to the control terminal 6a and the length Ls2 from the detection post electrode 9c to the sense terminal 7a are the same length.

上面配線層33bは、平面視で、ストライプ状を成している。なお、上面配線層33bのX方向の幅(短辺)は、少なくとも3本の主電流ポスト電極8cの直径を合わせた長さ程度であればよい。上面配線層33bの一端部(図中、左端部)は主電流ポスト電極8cに電気的、かつ、機械的に接続されている。なお、上面配線層33bの一端部は、主電流ポスト電極8dの手前まで延伸してもよい。図4では、上面配線層33bの一端部は、平面視で、Y方向において半導体チップ20aの手前まで延伸している。 The upper wiring layer 33b has a stripe shape in plan view. The width (short side) of the upper wiring layer 33b in the X direction may be about the sum of the diameters of at least three main current post electrodes 8c. One end (the left end in the figure) of the upper wiring layer 33b is electrically and mechanically connected to the main current post electrode 8c. One end of the upper wiring layer 33b may be extended to the front of the main current post electrode 8d. In FIG. 4, one end of the upper wiring layer 33b extends to the front of the semiconductor chip 20a in the Y direction in plan view.

上面配線層33bの他端部(図中、右端部)は、側壁部2a,2cに沿って、側壁部2bに延伸している。また、上面配線層33bの他端部は、主電流ポスト電極8aに電気的、かつ、機械的に接続されている。したがって、上面配線層33bは、半導体チップ20bの主電極22bに対向すると共に主電流ポスト電極8aを介して電気的に接続されている。上面配線層33bの他端部は、半導体チップ20bを超えない程度まで延伸している。また、上面配線層33bの主電流ポスト電極8cの側壁部2b側に主電流ポスト電極8bが電気的に接続することなく貫通している。 The other end portion (the right end portion in the figure) of the upper surface wiring layer 33b extends to the side wall portion 2b along the side wall portions 2a and 2c. The other end of the upper wiring layer 33b is electrically and mechanically connected to the main current post electrode 8a. Therefore, the upper wiring layer 33b faces the main electrode 22b of the semiconductor chip 20b and is electrically connected via the main current post electrode 8a. The other end of the upper wiring layer 33b extends to the extent that it does not exceed the semiconductor chip 20b. Further, the main current post electrode 8b penetrates through the side wall portion 2b side of the main current post electrode 8c of the upper wiring layer 33b without being electrically connected.

上面配線層33c(第2制御配線層)は、平面視で、長さが長さL1のストライプ状を成している。また、長さL1と長さL2は同じ長さである。なお、上面配線層33cのX方向の幅は、少なくとも検出ポスト電極9d並びにセンス端子7bが貫通する貫通孔が形成できる程度であればよい。上面配線層33cの一端部(図中、右端部)は制御ポスト電極9bに電気的、かつ、機械的に接続されている。したがって、上面配線層33cの一端部は半導体チップ20aの制御電極21aに対向すると共に制御ポスト電極9bを介して電気的に接続されている。また、上面配線層33cの一端部に対して、制御ポスト電極9bの側壁部2d側に検出ポスト電極9dが電気的に接続することなく貫通している。 The upper wiring layer 33c (second control wiring layer) has a striped shape with a length L1 in plan view. Also, the length L1 and the length L2 are the same length. The width of the upper surface wiring layer 33c in the X direction is sufficient if at least a through hole through which the detection post electrode 9d and the sense terminal 7b penetrate can be formed. One end (right end in the drawing) of the upper wiring layer 33c is electrically and mechanically connected to the control post electrode 9b. Accordingly, one end of the upper wiring layer 33c faces the control electrode 21a of the semiconductor chip 20a and is electrically connected via the control post electrode 9b. Further, the detection post electrode 9d penetrates through the side wall portion 2d side of the control post electrode 9b without being electrically connected to one end portion of the upper surface wiring layer 33c.

上面配線層33cの他端部(図中、左端部)は、側壁部2a,2cに沿って、側壁部2dに延伸している。また、上面配線層33cの他端部は、制御端子6bに電気的、かつ、機械的に接続されている。上面配線層33cの他端部に対して、制御端子6bの側壁部2d側にセンス端子7bが電気的に接続することなく貫通している。この際、制御ポスト電極9bから制御端子6bまでの長さLc1と検出ポスト電極9dからセンス端子7bまでの長さLs1とは同じ長さである。 The other end (the left end in the figure) of the upper surface wiring layer 33c extends to the side wall portion 2d along the side wall portions 2a and 2c. The other end of the upper wiring layer 33c is electrically and mechanically connected to the control terminal 6b. The sense terminal 7b penetrates the side wall portion 2d side of the control terminal 6b without being electrically connected to the other end portion of the upper surface wiring layer 33c. At this time, the length Lc1 from the control post electrode 9b to the control terminal 6b and the length Ls1 from the detection post electrode 9d to the sense terminal 7b are the same length.

さらに、プリント基板30は、図5に示されるように、絶縁層31の裏面に形成された下面配線層32a,32b,32cを含んでいる。下面配線層32aは、平面視で、長さが長さL4のストライプ状を成している。なお、長さL4は、上面配線層33aの長さL2と略同一の長さである。下面配線層32aのX方向の幅は、少なくとも制御ポスト電極9a並びに制御端子6aが貫通する貫通孔が形成できる程度であればよい。すなわち、下面配線層32aは、上面配線層33aと同様の形状及びサイズを成している。また、下面配線層32aは、絶縁層31を挟んで上面配線層33aと同じ個所の裏面に形成されている。 Further, the printed circuit board 30 includes lower surface wiring layers 32a, 32b, 32c formed on the back surface of the insulating layer 31, as shown in FIG. The lower surface wiring layer 32a has a striped shape with a length L4 in plan view. Note that the length L4 is substantially the same length as the length L2 of the upper wiring layer 33a. The width of the lower surface wiring layer 32a in the X direction should be at least such that a through hole through which the control post electrode 9a and the control terminal 6a pass can be formed. That is, the lower wiring layer 32a has the same shape and size as the upper wiring layer 33a. Further, the lower surface wiring layer 32a is formed on the back surface of the same place as the upper surface wiring layer 33a with the insulating layer 31 interposed therebetween.

下面配線層32aの一端部(図中、左端部)は検出ポスト電極9cに電気的、かつ、機械的に接続されている。したがって、下面配線層32aの一端部は、半導体チップ20bの制御電極21bの隣の主電極22bの領域に対向すると共に検出ポスト電極9cを介して電気的に接続されている。また、下面配線層32aの一端部に対して、検出ポスト電極9cの側壁部2d側に制御ポスト電極9aが電気的に接続することなく貫通している。 One end (the left end in the figure) of the lower surface wiring layer 32a is electrically and mechanically connected to the detection post electrode 9c. Therefore, one end of the lower surface wiring layer 32a faces the area of the main electrode 22b adjacent to the control electrode 21b of the semiconductor chip 20b and is electrically connected via the detection post electrode 9c. Further, the control post electrode 9a penetrates the side wall portion 2d side of the detection post electrode 9c without being electrically connected to one end portion of the lower surface wiring layer 32a.

下面配線層32aの他端部(図中、右端部)は、側壁部2a,2cに沿って、側壁部2bに延伸している。また、下面配線層32aの他端部は、センス端子7aに電気的、かつ、機械的に接続されている。また、下面配線層32aの他端部に対して、センス端子7aの側壁部2d側に制御端子6aが電気的に接続することなく貫通している。この際、上面配線層33aで説明したように、制御ポスト電極9aから制御端子6aまでの長さLc2と検出ポスト電極9cからセンス端子7aまでの長さLs2とは同じ長さである。 The other end portion (right end portion in the figure) of the lower surface wiring layer 32a extends to the side wall portion 2b along the side wall portions 2a and 2c. The other end of the lower wiring layer 32a is electrically and mechanically connected to the sense terminal 7a. Further, the control terminal 6a penetrates the side wall portion 2d of the sense terminal 7a without being electrically connected to the other end portion of the lower surface wiring layer 32a. At this time, as described for the upper wiring layer 33a, the length Lc2 from the control post electrode 9a to the control terminal 6a and the length Ls2 from the detection post electrode 9c to the sense terminal 7a are the same.

下面配線層32bは、平面視で、ストライプ状を成している。なお、下面配線層32bのX方向の幅は、少なくとも3本の主電流ポスト電極8cの直径を合わせた長さ程度であればよい。下面配線層32bは、一端部(図中、左端部)が主電流ポスト電極8dに電気的、かつ、機械的に接続されている。したがって、下面配線層32bの一端部は、半導体チップ20aの主電極22aに対向すると共に主電流ポスト電極8dを介して電気的に接続されている。 The lower surface wiring layer 32b has a stripe shape in plan view. The width of the lower surface wiring layer 32b in the X direction may be about the sum of the diameters of at least three main current post electrodes 8c. One end (the left end in the drawing) of the lower surface wiring layer 32b is electrically and mechanically connected to the main current post electrode 8d. Accordingly, one end of the lower surface wiring layer 32b faces the main electrode 22a of the semiconductor chip 20a and is electrically connected via the main current post electrode 8d.

下面配線層32bの他端部(図中、右端部)は、側壁部2a,2cに沿って、側壁部2bに、主電流ポスト電極8bまで延伸している。下面配線層32bの他端部は、主電流ポスト電極8bに電気的、かつ、機械的に接続されている。また、下面配線層32bの一端部及び他端部の間に、主電流ポスト電極8cが電気的に接続することなく貫通している。また、下面配線層32bは、絶縁層31を挟んで上面配線層33bに対して一列になるように上面配線層33bの裏面に形成されている。また、下面配線層32bは、上面配線層33bに一部が重複している。 The other end portion (right end portion in the figure) of the lower surface wiring layer 32b extends along the side wall portions 2a and 2c to the side wall portion 2b to the main current post electrode 8b. The other end of the lower wiring layer 32b is electrically and mechanically connected to the main current post electrode 8b. Further, the main current post electrode 8c penetrates between one end and the other end of the lower surface wiring layer 32b without being electrically connected. Further, the lower surface wiring layer 32b is formed on the rear surface of the upper surface wiring layer 33b so as to be aligned with the upper surface wiring layer 33b with the insulating layer 31 interposed therebetween. Further, the lower wiring layer 32b partially overlaps with the upper wiring layer 33b.

下面配線層32cは、平面視で、長さが長さL3のストライプ状を成している。なお、長さL3は、上面配線層33cの長さL1と略同一の長さである。下面配線層32cのX方向の幅は、少なくとも制御ポスト電極9b並びに制御端子6bが貫通する貫通孔が形成できる程度であればよい。すなわち、下面配線層32cは、上面配線層33cと同様の形状及びサイズを成している。また、下面配線層32cは、絶縁層31を挟んで上面配線層33cと同じ個所の裏面に形成されている。 The lower surface wiring layer 32c has a striped shape with a length L3 in plan view. Note that the length L3 is substantially the same length as the length L1 of the upper wiring layer 33c. The width of the lower surface wiring layer 32c in the X direction may be at least such that a through hole through which the control post electrode 9b and the control terminal 6b pass can be formed. That is, the lower wiring layer 32c has the same shape and size as the upper wiring layer 33c. Further, the lower surface wiring layer 32c is formed on the back surface at the same location as the upper surface wiring layer 33c with the insulating layer 31 interposed therebetween.

下面配線層32cの一端部(図中、右端部)は検出ポスト電極9dに電気的、かつ、機械的に接続されている。したがって、下面配線層32cの一端部は、制御電極21aの隣の主電極22aの領域に対向すると共に検出ポスト電極9dを介して電気的に接続されている。下面配線層32cの一端部に対して、検出ポスト電極9dの側壁部2b側に制御ポスト電極9bが電気的に接続することなく貫通している。 One end (the right end in the figure) of the lower surface wiring layer 32c is electrically and mechanically connected to the detection post electrode 9d. Accordingly, one end of the lower surface wiring layer 32c faces the area of the main electrode 22a adjacent to the control electrode 21a and is electrically connected via the detection post electrode 9d. The control post electrode 9b penetrates one end of the lower surface wiring layer 32c without being electrically connected to the side wall portion 2b side of the detection post electrode 9d.

下面配線層32cの他端部(図中、左端部)は、側壁部2a,2cに沿って、側壁部2dに延伸している。また、下面配線層32cの他端部は、センス端子7bに電気的、かつ、機械的に接続されている。また、下面配線層32cの他端部に対して、センス端子7bの側壁部2b側に制御端子6bが電気的に接続することなく貫通している。この際、上面配線層33cで説明したように、制御ポスト電極9bから制御端子6bまでの長さLc1と検出ポスト電極9dからセンス端子7bまでの長さLs1とは同じ長さである。 The other end portion (the left end portion in the figure) of the lower surface wiring layer 32c extends to the side wall portion 2d along the side wall portions 2a and 2c. The other end of the lower wiring layer 32c is electrically and mechanically connected to the sense terminal 7b. Further, the control terminal 6b penetrates the side wall portion 2b side of the sense terminal 7b without being electrically connected to the other end portion of the lower surface wiring layer 32c. At this time, as described for the upper wiring layer 33c, the length Lc1 from the control post electrode 9b to the control terminal 6b and the length Ls1 from the detection post electrode 9d to the sense terminal 7b are the same.

したがって、半導体チップ20a,20bの制御電極21a,21bは、制御ポスト電極9b,9aと上面配線層33c,33aを経由して、制御端子6b,6aに電気的に接続されている。 Therefore, the control electrodes 21a, 21b of the semiconductor chips 20a, 20b are electrically connected to the control terminals 6b, 6a via the control post electrodes 9b, 9a and the upper wiring layers 33c, 33a.

半導体チップ20bの主電極22bは、主電流ポスト電極8aと上面配線層33bと主電流ポスト電極8cと回路パターン13a1を経由して、外部接続端子5に電気的に接続されている。 The main electrode 22b of the semiconductor chip 20b is electrically connected to the external connection terminal 5 via the main current post electrode 8a, the upper wiring layer 33b, the main current post electrode 8c, and the circuit pattern 13a1.

また、半導体チップ20aの主電極22aは、主電流ポスト電極8dと下面配線層32bと主電流ポスト電極8bと回路パターン13a2を経由して、外部接続端子4に電気的に接続されている。 The main electrode 22a of the semiconductor chip 20a is electrically connected to the external connection terminal 4 via the main current post electrode 8d, the lower wiring layer 32b, the main current post electrode 8b, and the circuit pattern 13a2.

また、半導体チップ20aの主電極(裏面)は、回路パターン13a1と主電流ポスト電極8cと上面配線層33bと主電流ポスト電極8aとを経由して、半導体チップ20bの主電極22bに電気的に接続されている。 The main electrode (back surface) of the semiconductor chip 20a is electrically connected to the main electrode 22b of the semiconductor chip 20b via the circuit pattern 13a1, the main current post electrode 8c, the upper wiring layer 33b, and the main current post electrode 8a. It is connected.

半導体チップ20a,20bの主電極22a,22bは、検出ポスト電極9c,9dと下面配線層32c,32aを経由して、センス端子7b,7aに電気的に接続されている。 The main electrodes 22a, 22b of the semiconductor chips 20a, 20b are electrically connected to the sense terminals 7b, 7a via the detection post electrodes 9c, 9d and the lower wiring layers 32c, 32a.

次に、このような半導体装置1の動作について説明する。なお、以下では、半導体チップ20a,20bは、RC-IGBTとする。半導体装置1の外部接続端子3には外部電源の正極が、外部接続端子4には外部電源の負極がそれぞれ接続されている。所定のタイミングで制御端子6a,6bに制御信号が入力される。 Next, the operation of such a semiconductor device 1 will be described. In the following description, the semiconductor chips 20a and 20b are assumed to be RC-IGBTs. The external connection terminal 3 of the semiconductor device 1 is connected to the positive terminal of an external power source, and the external connection terminal 4 is connected to the negative electrode of the external power source. Control signals are input to the control terminals 6a and 6b at predetermined timings.

まず、半導体チップ20bの裏面の主電極(コレクタ電極)には、外部接続端子3から回路パターン13bを経由して入力電流が入力されている。この際、制御端子6aに対して制御信号がオン、制御端子6bに対する制御信号がオフである場合、制御信号は制御端子6aから上面配線層33a及び制御ポスト電極9aを経由して、半導体チップ20bの制御電極21bに入力される。そして、半導体チップ20bのおもて面の主電極22b(エミッタ電極)は出力電流を出力する。出力電流は、主電流ポスト電極8aから上面配線層33bを経由して主電流ポスト電極8cに入力される。出力電流は、主電流ポスト電極8cから回路パターン13a1を経由して外部接続端子5から出力される。また、半導体チップ20bの主電極22b(エミッタ電極)から出力された出力電流は、検出ポスト電極9cから下面配線層32aを経由して、センス端子7aから出力される。 First, an input current is input from the external connection terminal 3 through the circuit pattern 13b to the main electrode (collector electrode) on the back surface of the semiconductor chip 20b. At this time, when the control signal to the control terminal 6a is ON and the control signal to the control terminal 6b is OFF, the control signal is transmitted from the control terminal 6a through the upper wiring layer 33a and the control post electrode 9a to the semiconductor chip 20b. is input to the control electrode 21b of . A main electrode 22b (emitter electrode) on the front surface of the semiconductor chip 20b outputs an output current. An output current is input from the main current post electrode 8a to the main current post electrode 8c via the upper wiring layer 33b. The output current is output from the external connection terminal 5 via the circuit pattern 13a1 from the main current post electrode 8c. An output current output from the main electrode 22b (emitter electrode) of the semiconductor chip 20b is output from the sense terminal 7a via the detection post electrode 9c and the lower wiring layer 32a.

また、制御端子6aに対する制御信号がオフとなり、制御信号6bに対する制御信号がオンとなってしばらく経つと、半導体チップ20aの裏面の主電極(コレクタ電極)に、外部接続端子5から回路パターン13a1を経由して電流が入力されている。そして、半導体チップ20aのおもて面の主電極22a(エミッタ電極)が出力電流を出力する。出力電流は、主電流ポスト電極8dから下面配線層32bを経由して主電流ポスト電極8bcに入力される。出力電流は、主電流ポスト電極8bから回路パターン13a2を経由して外部接続端子4から出力される。また、半導体チップ20aの主電極22a(エミッタ電極)から出力された出力電流は、検出ポスト電極9dから下面配線層32cを経由して、センス端子7bから出力される。 After a while after the control signal for the control terminal 6a is turned off and the control signal for the control signal 6b is turned on, the circuit pattern 13a1 is connected from the external connection terminal 5 to the main electrode (collector electrode) on the back surface of the semiconductor chip 20a. Current is input through A main electrode 22a (emitter electrode) on the front surface of the semiconductor chip 20a outputs an output current. An output current is input from the main current post electrode 8d to the main current post electrode 8bc via the lower surface wiring layer 32b. The output current is output from the external connection terminal 4 via the circuit pattern 13a2 from the main current post electrode 8b. An output current output from the main electrode 22a (emitter electrode) of the semiconductor chip 20a is output from the sense terminal 7b via the detection post electrode 9d and the lower wiring layer 32c.

このように半導体装置1では、制御端子6a,6bに対して制御信号を所定のタイミングで入力することで外部接続端子5から所定の波形の出力電流が得られる。この際、制御端子6aから半導体チップ20bの制御電極21bまでの距離Lc2と、制御端子6bから半導体チップ20aの制御電極21aまでの距離Lc1と、が略等しい。このため、上面配線層33a,33cのインダクタンス、電気抵抗が略等しくなり、スイッチング動作時の制御の遅延等が防止されて制御性の低下を防止することができる。 As described above, in the semiconductor device 1, an output current having a predetermined waveform is obtained from the external connection terminal 5 by inputting control signals to the control terminals 6a and 6b at predetermined timings. At this time, the distance Lc2 from the control terminal 6a to the control electrode 21b of the semiconductor chip 20b is substantially equal to the distance Lc1 from the control terminal 6b to the control electrode 21a of the semiconductor chip 20a. As a result, the inductance and electrical resistance of the upper wiring layers 33a and 33c are substantially equal, and control delays and the like during switching operations are prevented, thereby preventing deterioration in controllability.

また、センス端子7aから半導体チップ20bの主電極22bまでの距離Ls2と、センス端子7bから半導体チップ20aの主電極22aまでの距離Ls1と、の距離は、略等しい。センス電流が通電する下面配線層32a,32cは制御信号が通電する上面配線層33a,33cと同じ長さである。下面配線層32a,32cは、絶縁層31を挟んで上面配線層33a,33cの裏面に一致して形成されている。そして、下面配線層32a,32cに対するセンス電流の通電方向と上面配線層33a,33cに対する制御信号の通電方向とは反対方向である。このため、制御信号及びセンス電流により生じる相互インダクタンスは相殺される。したがって、上面配線層33a,33cの近傍に対する電気的影響を抑制することができる。 Also, the distance Ls2 from the sense terminal 7a to the main electrode 22b of the semiconductor chip 20b and the distance Ls1 from the sense terminal 7b to the main electrode 22a of the semiconductor chip 20a are substantially equal. The lower wiring layers 32a and 32c through which the sense current is conducted have the same length as the upper wiring layers 33a and 33c through which the control signal is conducted. The lower wiring layers 32a and 32c are formed so as to be aligned with the rear surfaces of the upper wiring layers 33a and 33c with the insulating layer 31 interposed therebetween. The direction in which the sense current flows through the lower wiring layers 32a and 32c is opposite to the direction in which the control signal flows through the upper wiring layers 33a and 33c. Therefore, the mutual inductance caused by the control signal and the sense current cancels out. Therefore, electrical influence on the vicinity of upper wiring layers 33a and 33c can be suppressed.

上記の半導体装置1は、制御電極21a,21bをおもて面に備えた半導体チップ20a,20bと、平面視でストライプ状であって、一端部が制御電極21a,21bに対向すると共に電気的に接続された上面配線層33c,33aと、を備える。この際、上面配線層33c,33aは、互いの他端部が反対方向を向いてそれぞれ延伸し、上面配線層33c,33aの延伸方向の長さは互いに等しい。このため、上面配線層33a,33cのインダクタンス、電気抵抗が略等しくなり、スイッチング動作時の制御の遅延等が防止されて制御性の低下を防止することができる。 The above-described semiconductor device 1 includes semiconductor chips 20a and 20b having control electrodes 21a and 21b on the front surfaces thereof, and semiconductor chips 20a and 20b having a stripe shape in a plan view, one end of which faces the control electrodes 21a and 21b and is electrically connected to the semiconductor chips 20a and 20b. and upper wiring layers 33c and 33a connected to the . At this time, the upper wiring layers 33c and 33a are extended with the other end portions facing opposite directions, and the lengths of the upper wiring layers 33c and 33a in the extending direction are equal to each other. As a result, the inductance and electrical resistance of the upper wiring layers 33a and 33c are substantially equal, and control delays and the like during switching operations are prevented, thereby preventing deterioration in controllability.

[第2の実施の形態]
第2の実施の形態では、第1の実施の形態において、半導体チップ20a,20bを絶縁回路基板10a,10bに対して回転させて配置させている。第2の実施の形態の半導体装置について、図6及び図7を用いて説明する。なお、第2の実施の形態では、第1の実施の形態の半導体装置に対する変更箇所を中心に説明する。
[Second embodiment]
In the second embodiment, the semiconductor chips 20a and 20b are rotated with respect to the insulating circuit boards 10a and 10b in the first embodiment. A semiconductor device according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 6 and 7. FIG. In addition, in the second embodiment, description will be made centering on changes to the semiconductor device of the first embodiment.

図6は、第2の実施の形態の半導体装置の平面図であり、図7は、第2の実施の形態の半導体装置の側断面図である。なお、図7は、図6の一点鎖線X-Xにおける断面図である。なお、一点鎖線X-Xは、半導体装置1aを短辺の中心を通り、長辺に平行な中心線でもある。 FIG. 6 is a plan view of the semiconductor device of the second embodiment, and FIG. 7 is a side sectional view of the semiconductor device of the second embodiment. 7 is a cross-sectional view taken along the dashed-dotted line XX in FIG. The dashed-dotted line XX is also a center line that passes through the center of the short side of the semiconductor device 1a and is parallel to the long side.

半導体装置1aは、直方体状の封止本体部2を備え、封止本体部2のおもて面2eから外部接続端子3,4,5と制御端子6a,6bとセンス端子7a,7bとがおもて面2eに対して鉛直上方(+Z方向)に延伸している。 A semiconductor device 1a includes a rectangular parallelepiped sealing body 2, and external connection terminals 3, 4, 5, control terminals 6a, 6b, and sense terminals 7a, 7b extend from a front surface 2e of the sealing body 2. It extends vertically upward (+Z direction) with respect to the front surface 2e.

半導体装置1aは、半導体装置1において、制御端子6a,6b及びセンス端子7a,7bが中心線から側壁部2c側に位置ずれして線対称に設けられている。制御端子6a,6bが側壁部2a側に、センス端子7a,7bが側壁部2c側にそれぞれ設けられている。これに伴い、端子台2i,2jも中心線に対して側壁部2c側に位置ずれして線対称となるようにおもて面2eに一体的に形成されている。よって、制御端子6a,6b及びセンス端子7a,7bの上端部は、端子台2i,2jのおもて面から延伸している。制御端子6a,6b及びセンス端子7a,7bの下端部は、封止本体部2の内部に鉛直下方(-Z方向)に延伸している。 In the semiconductor device 1a, the control terminals 6a and 6b and the sense terminals 7a and 7b are arranged line-symmetrically with the positions shifted from the center line toward the side wall portion 2c. Control terminals 6a and 6b are provided on the side wall 2a, and sense terminals 7a and 7b are provided on the side wall 2c. Along with this, the terminal blocks 2i and 2j are also formed integrally with the front surface 2e so as to be symmetrical with respect to the center line and shifted toward the side wall portion 2c. Therefore, the upper ends of the control terminals 6a, 6b and the sense terminals 7a, 7b extend from the front surfaces of the terminal blocks 2i, 2j. The lower ends of the control terminals 6a and 6b and the sense terminals 7a and 7b extend vertically downward (-Z direction) inside the sealing body 2. As shown in FIG.

次に、半導体チップ20a,20b、絶縁回路基板10a,10b、プリント基板30の詳細について説明する。まず、半導体チップ20a,20b及び絶縁回路基板10a,10bについて、図8を用いて説明する。図8は、第2の実施の形態の半導体装置の内部の平面図である。なお、図8は、半導体装置1aにおいて、半導体チップ20a,20bが接合された絶縁回路基板10a,10bの平面図である。半導体装置1aの封止本体部2、主電流ポスト電極8a~8d、制御ポスト電極9a,9b、検出ポスト電極9c,9dの位置については破線で示している。 Next, details of the semiconductor chips 20a and 20b, the insulating circuit boards 10a and 10b, and the printed circuit board 30 will be described. First, the semiconductor chips 20a, 20b and the insulating circuit boards 10a, 10b will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a plan view of the inside of the semiconductor device of the second embodiment. 8 is a plan view of the insulating circuit boards 10a and 10b to which the semiconductor chips 20a and 20b are bonded in the semiconductor device 1a. The positions of the sealing body 2 of the semiconductor device 1a, the main current post electrodes 8a to 8d, the control post electrodes 9a and 9b, and the detection post electrodes 9c and 9d are indicated by dashed lines.

半導体チップ20a,20bは、回路パターン13a1,13bに対して、制御電極21a,21bが互いに反対方向を向いて配置されている。すなわち、半導体チップ20a,20bの制御電極21a,21bが設けられている側辺が封止本体部2の長手方向の対向する端部に互いに近くなるように配置されている。より具体的には、半導体チップ20a,20bは、制御電極21a,21bが封止本体部2の側壁部2d,2bをそれぞれ向いて配置されている。半導体チップ20a,20bのこのような配置に伴って、主電流ポスト電極8c,8bもまた半導体チップ20a,20bに対して直線状に配置されている。 Semiconductor chips 20a and 20b are arranged such that control electrodes 21a and 21b face opposite directions to circuit patterns 13a1 and 13b. That is, the sides of the semiconductor chips 20a and 20b on which the control electrodes 21a and 21b are provided are arranged so as to be close to the ends of the sealing body 2 facing each other in the longitudinal direction. More specifically, the semiconductor chips 20a and 20b are arranged such that the control electrodes 21a and 21b face the side wall portions 2d and 2b of the sealing body portion 2, respectively. Along with this arrangement of the semiconductor chips 20a, 20b, the main current post electrodes 8c, 8b are also arranged linearly with respect to the semiconductor chips 20a, 20b.

次いで、プリント基板30について、図9及び図10を用いて説明する。図9は、第2の実施の形態の半導体装置に含まれるプリント基板のおもて面の平面図であり、図10は、第2の実施の形態の半導体装置に含まれるプリント基板の裏面の平面図である。なお、図9は、プリント基板30の上面配線層33をプリント基板30のおもて面から見た場合であり、図10は、プリント基板30の下面配線層32をプリント基板30のおもて面から見た場合である。また、図9及び図10は、封止本体部2と半導体チップ20a,20bと絶縁回路基板10a,10bに含まれる構成部品とについては破線で示している。 Next, the printed board 30 will be described with reference to FIGS. 9 and 10. FIG. 9 is a plan view of the front surface of a printed circuit board included in the semiconductor device of the second embodiment, and FIG. 10 is a plan view of the back surface of the printed circuit board included in the semiconductor device of the second embodiment. It is a top view. 9 shows the upper wiring layer 33 of the printed circuit board 30 viewed from the front surface of the printed circuit board 30, and FIG. This is the case when viewed from the side. 9 and 10, the sealing body 2, the semiconductor chips 20a and 20b, and the components included in the insulating circuit boards 10a and 10b are indicated by dashed lines.

プリント基板30は、図9に示されるように、絶縁層31と絶縁層31のおもて面に形成された上面配線層33a,33b,33cとを含んでいる。上面配線層33aは、平面視で、長さが長さL2のストライプ状(短冊状)を成している。なお、上面配線層33aのX方向の幅は、少なくとも検出ポスト電極9c(または、センス端子7a)が貫通する貫通孔及び制御ポスト電極9a(または制御端子6a)がX方向に沿って形成できる程度であればよい。 The printed circuit board 30 includes an insulating layer 31 and upper wiring layers 33a, 33b, and 33c formed on the front surface of the insulating layer 31, as shown in FIG. The upper wiring layer 33a has a striped shape (a rectangular shape) with a length L2 in a plan view. The width of the upper wiring layer 33a in the X direction is such that at least the through hole through which the detection post electrode 9c (or the sense terminal 7a) penetrates and the control post electrode 9a (or the control terminal 6a) can be formed along the X direction. If it is

上面配線層33aの一端部(図中、左端部)は制御ポスト電極9aに電気的、かつ、機械的に接続されている。したがって、上面配線層33aの一端部は、半導体チップ20bの制御電極21bに対向すると共に制御ポスト電極9aを介して電気的に接続されている。また、上面配線層33aの一端部に対して、制御ポスト電極9aの側壁部2c側に検出ポスト電極9cが電気的に接続することなく貫通している。 One end (the left end in the drawing) of the upper wiring layer 33a is electrically and mechanically connected to the control post electrode 9a. Accordingly, one end of the upper surface wiring layer 33a faces the control electrode 21b of the semiconductor chip 20b and is electrically connected via the control post electrode 9a. Further, the detection post electrode 9c penetrates through the side wall portion 2c side of the control post electrode 9a without being electrically connected to one end portion of the upper surface wiring layer 33a.

上面配線層33aの他端部(図中、右端部)は、側壁部2a,2cに沿って、側壁部2bに延伸している。また、上面配線層33aの他端部は、制御端子6aに電気的、かつ、機械的に接続されている。制御端子6aは制御ポスト電極9aに対して直線状を成すように配置されている。また、上面配線層33aの他端部に対して、制御端子6aの側壁部2c側にセンス端子7aが電気的に接続することなく貫通している。この際、制御ポスト電極9aから制御端子6aまでの長さLc2と検出ポスト電極9cからセンス端子7aまでの長さLs2とは同じ長さである。 The other end portion (the right end portion in the figure) of the upper surface wiring layer 33a extends to the side wall portion 2b along the side wall portions 2a and 2c. The other end of the upper wiring layer 33a is electrically and mechanically connected to the control terminal 6a. The control terminal 6a is arranged so as to form a straight line with respect to the control post electrode 9a. Further, the sense terminal 7a penetrates the side wall portion 2c side of the control terminal 6a without being electrically connected to the other end portion of the upper surface wiring layer 33a. At this time, the length Lc2 from the control post electrode 9a to the control terminal 6a and the length Ls2 from the detection post electrode 9c to the sense terminal 7a are the same length.

上面配線層33bは、平面視で、ストライプ状を成している。なお、上面配線層33bのX方向の幅は、少なくとも3本の主電流ポスト電極8cの直径を合わせた長さ程度であればよい。上面配線層33bの一端部(図中、左端部)は主電流ポスト電極8cに電気的、かつ、機械的に接続されている。なお、上面配線層33bの一端部は、主電流ポスト電極8dの手前まで延伸してもよい。図9では、上面配線層33bの一端部は、平面視で、半導体チップ20aの手前まで延伸している。 The upper wiring layer 33b has a stripe shape in plan view. The width of the upper wiring layer 33b in the X direction may be about the sum of the diameters of at least three main current post electrodes 8c. One end (the left end in the figure) of the upper wiring layer 33b is electrically and mechanically connected to the main current post electrode 8c. One end of the upper wiring layer 33b may be extended to the front of the main current post electrode 8d. In FIG. 9, one end of the upper wiring layer 33b extends to the front of the semiconductor chip 20a in plan view.

上面配線層33bの他端部(図中、右端部)は、側壁部2a,2cに沿って、側壁部2bに延伸している。また、上面配線層33bの他端部は、主電流ポスト電極8aに電気的、かつ、機械的に接続されている。したがって、上面配線層33bは、半導体チップ20bの主電極22bに対向すると共に主電流ポスト電極8aを介して電気的に接続されている。上面配線層33bの他端部は、半導体チップ20bの制御電極21bの手前まで延伸している。また、上面配線層33bの主電流ポスト電極8cの側壁部2b側に主電流ポスト電極8bが電気的に接続することなく貫通している。 The other end portion (the right end portion in the figure) of the upper surface wiring layer 33b extends to the side wall portion 2b along the side wall portions 2a and 2c. The other end of the upper wiring layer 33b is electrically and mechanically connected to the main current post electrode 8a. Therefore, the upper wiring layer 33b faces the main electrode 22b of the semiconductor chip 20b and is electrically connected via the main current post electrode 8a. The other end of the upper wiring layer 33b extends to the front of the control electrode 21b of the semiconductor chip 20b. Further, the main current post electrode 8b penetrates through the side wall portion 2b side of the main current post electrode 8c of the upper wiring layer 33b without being electrically connected.

上面配線層33cは、平面視で、長さが長さL1のストライプ状を成している。また、長さL1と長さL2は同じ長さである。なお、上面配線層33cのX方向の幅は、少なくとも検出ポスト電極9d(または、センス端子7b)が貫通する貫通孔及び制御ポスト電極9b(または、制御端子6b)がX方向に沿って形成できる程度であればよい。 The upper wiring layer 33c has a striped shape with a length L1 in plan view. Also, the length L1 and the length L2 are the same length. The width of the upper wiring layer 33c in the X direction is such that at least the through hole through which the detection post electrode 9d (or the sense terminal 7b) penetrates and the control post electrode 9b (or the control terminal 6b) can be formed along the X direction. Any degree is acceptable.

上面配線層33cの一端部(図中、右端部)は制御ポスト電極9bに電気的、かつ、機械的に接続されている。したがって、上面配線層33cの一端部は、半導体チップ20aの制御電極21aに対向すると共に制御ポスト電極9bを介して電気的に接続されている。また、上面配線層33cの一端部に対して、制御ポスト電極9bの側壁部2c側に検出ポスト電極9dが電気的に接続することなく貫通している。 One end (right end in the drawing) of the upper wiring layer 33c is electrically and mechanically connected to the control post electrode 9b. Accordingly, one end of the upper wiring layer 33c faces the control electrode 21a of the semiconductor chip 20a and is electrically connected via the control post electrode 9b. Further, the detection post electrode 9d penetrates through the side wall portion 2c side of the control post electrode 9b without being electrically connected to one end portion of the upper surface wiring layer 33c.

上面配線層33cの他端部(図中、左端部)は、側壁部2a,2cに沿って、側壁部2dに延伸している。また、上面配線層33cの他端部は、制御端子6bに電気的、かつ、機械的に接続されている。上面配線層33cの他端部に対して、制御端子6bの側壁部2c側にセンス端子7bが電気的に接続することなく貫通している。この際、制御ポスト電極9bから制御端子6bまでの長さLc1と検出ポスト電極9dからセンス端子7bまでの長さLs1とは同じ長さである。 The other end (the left end in the figure) of the upper surface wiring layer 33c extends to the side wall portion 2d along the side wall portions 2a and 2c. The other end of the upper wiring layer 33c is electrically and mechanically connected to the control terminal 6b. The sense terminal 7b penetrates the side wall portion 2c side of the control terminal 6b without being electrically connected to the other end portion of the upper surface wiring layer 33c. At this time, the length Lc1 from the control post electrode 9b to the control terminal 6b and the length Ls1 from the detection post electrode 9d to the sense terminal 7b are the same length.

さらに、プリント基板30は、図10に示されるように、絶縁層31の裏面に形成された下面配線層32a,32b,32cを含んでいる。下面配線層32aは、平面視で、長さが長さL4のストライプ状を成している。なお、長さL4は、上面配線層33aの長さL2と略同一の長さである。下面配線層32aのX方向の幅は、少なくとも制御ポスト電極9a(または、制御端子6a)が貫通する貫通孔及び検出ポスト電極9c(または、センス端子7a)がX方向に沿って形成できる程度であればよい。すなわち、下面配線層32aは、上面配線層33aと同様の形状及びサイズを成している。また、下面配線層32aは、絶縁層31を挟んで上面配線層33aと同じ個所の裏面に形成されている。 Further, the printed circuit board 30 includes lower surface wiring layers 32a, 32b, 32c formed on the back surface of the insulating layer 31, as shown in FIG. The lower surface wiring layer 32a has a striped shape with a length L4 in plan view. Note that the length L4 is substantially the same length as the length L2 of the upper wiring layer 33a. The width of the lower surface wiring layer 32a in the X direction is at least such that the through hole through which the control post electrode 9a (or the control terminal 6a) penetrates and the detection post electrode 9c (or the sense terminal 7a) can be formed along the X direction. I wish I had. That is, the lower wiring layer 32a has the same shape and size as the upper wiring layer 33a. Further, the lower surface wiring layer 32a is formed on the back surface of the same place as the upper surface wiring layer 33a with the insulating layer 31 interposed therebetween.

下面配線層32aの一端部(図中、左端部)は検出ポスト電極9cに電気的、かつ、機械的に接続されている。したがって、下面配線層32aの一端部は、半導体チップ20bの制御電極21bの隣の主電極22bの領域に対向すると共に検出ポスト電極9cを介して電気的に接続されている。また、下面配線層32aの一端部に対して、検出ポスト電極9cの側壁部2a側に制御ポスト電極9aが電気的に接続することなく貫通している。 One end (the left end in the figure) of the lower surface wiring layer 32a is electrically and mechanically connected to the detection post electrode 9c. Therefore, one end of the lower surface wiring layer 32a faces the area of the main electrode 22b adjacent to the control electrode 21b of the semiconductor chip 20b and is electrically connected via the detection post electrode 9c. Further, the control post electrode 9a penetrates through the side wall portion 2a side of the detection post electrode 9c without being electrically connected to one end portion of the lower surface wiring layer 32a.

下面配線層32aの他端部(図中、右端部)は、側壁部2a,2cに沿って、側壁部2bに延伸している。また、下面配線層32aの他端部は、センス端子7aに電気的、かつ、機械的に接続されている。また、下面配線層32aの他端部に対して、センス端子7aの側壁部2d側に制御端子6aが電気的に接続することなく貫通している。この際、上面配線層33aで説明したように、制御ポスト電極9aから制御端子6aまでの長さLc2と検出ポスト電極9cからセンス端子7aまでの長さLs2とは同じ長さである。 The other end portion (right end portion in the figure) of the lower surface wiring layer 32a extends to the side wall portion 2b along the side wall portions 2a and 2c. The other end of the lower wiring layer 32a is electrically and mechanically connected to the sense terminal 7a. Further, the control terminal 6a penetrates the side wall portion 2d of the sense terminal 7a without being electrically connected to the other end portion of the lower surface wiring layer 32a. At this time, as described for the upper wiring layer 33a, the length Lc2 from the control post electrode 9a to the control terminal 6a and the length Ls2 from the detection post electrode 9c to the sense terminal 7a are the same.

下面配線層32bは、平面視で、ストライプ状を成している。なお、下面配線層32bのX方向の幅は、少なくとも3本の主電流ポスト電極8dの直径を合わせた長さ程度であればよい。下面配線層32bは、一端部(図中、左端部)が主電流ポスト電極8dに電気的、かつ、機械的に接続されている。したがって、下面配線層32bの一端部は、半導体チップ20aの主電極22aに対向すると共に主電流ポスト電極8dを介して電気的に接続されている。 The lower surface wiring layer 32b has a stripe shape in plan view. The width of the lower wiring layer 32b in the X direction may be about the sum of the diameters of at least three main current post electrodes 8d. One end (the left end in the drawing) of the lower surface wiring layer 32b is electrically and mechanically connected to the main current post electrode 8d. Accordingly, one end of the lower surface wiring layer 32b faces the main electrode 22a of the semiconductor chip 20a and is electrically connected via the main current post electrode 8d.

下面配線層32bの他端部(図中、右端部)は、側壁部2a,2cに沿って、側壁部2bに、主電流ポスト電極8bまで延伸している。下面配線層32bの他端部は、主電流ポスト電極8bに電気的、かつ、機械的に接続されている。また、下面配線層32bの一端部及び他端部の間に、主電流ポスト電極8cが電気的に接続することなく貫通している。また、下面配線層32bは、絶縁層31を挟んで上面配線層33bに対して一列になるように上面配線層33bの裏面に形成されている。また、下面配線層32bは、上面配線層33bに一部が重複している。 The other end portion (right end portion in the figure) of the lower surface wiring layer 32b extends along the side wall portions 2a and 2c to the side wall portion 2b to the main current post electrode 8b. The other end of the lower wiring layer 32b is electrically and mechanically connected to the main current post electrode 8b. Further, the main current post electrode 8c penetrates between one end and the other end of the lower surface wiring layer 32b without being electrically connected. Further, the lower surface wiring layer 32b is formed on the rear surface of the upper surface wiring layer 33b so as to be aligned with the upper surface wiring layer 33b with the insulating layer 31 interposed therebetween. Further, the lower wiring layer 32b partially overlaps with the upper wiring layer 33b.

下面配線層32cは、平面視で、長さが長さL3のストライプ状を成している。なお、長さL3は、上面配線層33cの長さL1と略同一の長さである。また、長さL3と長さL4は同じ長さである。なお、下面配線層32cのX方向の幅は、少なくとも制御ポスト電極9b(または、制御端子6b)が貫通する貫通孔及び検出ポスト電極9d(または、センス端子7b)がX方向に沿って形成できる程度であればよい。すなわち、下面配線層32cは、上面配線層33cと同様の形状及びサイズを成している。また、下面配線層32cは、絶縁層31を挟んで上面配線層33cと同じ個所の裏面に形成されている。 The lower surface wiring layer 32c has a striped shape with a length L3 in plan view. Note that the length L3 is substantially the same length as the length L1 of the upper wiring layer 33c. Moreover, the length L3 and the length L4 are the same length. The width of the lower wiring layer 32c in the X direction is such that at least the through hole through which the control post electrode 9b (or the control terminal 6b) penetrates and the detection post electrode 9d (or the sense terminal 7b) can be formed along the X direction. Any degree is acceptable. That is, the lower wiring layer 32c has the same shape and size as the upper wiring layer 33c. Further, the lower surface wiring layer 32c is formed on the back surface at the same location as the upper surface wiring layer 33c with the insulating layer 31 interposed therebetween.

下面配線層32cの一端部(図中、右端部)は検出ポスト電極9dに電気的、かつ、機械的に接続されている。したがって、下面配線層32cの一端部は、制御電極21aの隣の主電極22aの領域に対向すると共に検出ポスト電極9dを介して電気的に接続されている。下面配線層32cの一端部に対して、検出ポスト電極9dの側壁部2a側に制御ポスト電極9bが電気的に接続することなく貫通している。 One end (the right end in the figure) of the lower surface wiring layer 32c is electrically and mechanically connected to the detection post electrode 9d. Accordingly, one end of the lower surface wiring layer 32c faces the area of the main electrode 22a adjacent to the control electrode 21a and is electrically connected via the detection post electrode 9d. The control post electrode 9b penetrates one end of the lower surface wiring layer 32c without being electrically connected to the side wall portion 2a side of the detection post electrode 9d.

下面配線層32cの他端部(図中、左端部)は、側壁部2a,2cに沿って、側壁部2dに延伸している。また、下面配線層32cの他端部は、センス端子7bに電気的、かつ、機械的に接続されている。また、下面配線層32cの他端部に対して、センス端子7bの側壁部2a側に制御端子6bが電気的に接続することなく貫通している。この際、上面配線層33cで説明したように、制御ポスト電極9bから制御端子6bまでの長さLc1と検出ポスト電極9dからセンス端子7bまでの長さLs1とは同じ長さである。 The other end portion (the left end portion in the figure) of the lower surface wiring layer 32c extends to the side wall portion 2d along the side wall portions 2a and 2c. The other end of the lower wiring layer 32c is electrically and mechanically connected to the sense terminal 7b. Further, the control terminal 6b penetrates the side wall portion 2a side of the sense terminal 7b without being electrically connected to the other end portion of the lower surface wiring layer 32c. At this time, as described for the upper wiring layer 33c, the length Lc1 from the control post electrode 9b to the control terminal 6b and the length Ls1 from the detection post electrode 9d to the sense terminal 7b are the same.

したがって、半導体チップ20a,20bの制御電極21a,21bは、制御ポスト電極9b,9aと上面配線層33c,33aを経由して、制御端子6b,6aに電気的に接続されている。 Therefore, the control electrodes 21a, 21b of the semiconductor chips 20a, 20b are electrically connected to the control terminals 6b, 6a via the control post electrodes 9b, 9a and the upper wiring layers 33c, 33a.

このような半導体装置1aでも、制御端子6a,6bに対して制御信号を所定のタイミングで入力することで外部接続端子5から所定の波形の出力電流が得られる。この際、制御端子6aから半導体チップ20bの制御電極21bまでの距離Lc2と、制御端子6bから半導体チップ20aの制御電極21aまでの距離Lc1と、が略等しい。このため、上面配線層33a,33cのインダクタンス、電気抵抗が略等しくなり、スイッチング動作時の制御の遅延等が防止されて制御性の低下を防止することができる。 In such a semiconductor device 1a as well, an output current having a predetermined waveform can be obtained from the external connection terminal 5 by inputting control signals to the control terminals 6a and 6b at predetermined timings. At this time, the distance Lc2 from the control terminal 6a to the control electrode 21b of the semiconductor chip 20b is substantially equal to the distance Lc1 from the control terminal 6b to the control electrode 21a of the semiconductor chip 20a. As a result, the inductance and electrical resistance of the upper wiring layers 33a and 33c are substantially equal, and control delays and the like during switching operations are prevented, thereby preventing deterioration in controllability.

また、センス端子7aから半導体チップ20bの主電極22bまでの距離Ls2と、センス端子7bから半導体チップ20aの主電極22aまでの距離Ls1と、の距離は、略等しい。センス電流が通電する下面配線層32a,32cは制御信号が通電する上面配線層33a,33cと同じ長さである。下面配線層32a,32cは、絶縁層31を挟んで上面配線層33a,33cの裏面に一致して形成されている。そして、下面配線層32a,32cに対するセンス電流の通電方向と上面配線層33a,33cに対する制御信号の通電方向とは反対方向である。このため、制御信号及びセンス電流により生じる相互インダクタンスは相殺される。したがって、上面配線層33a,33cの近傍に対する電気的影響を抑制することができる。 Also, the distance Ls2 from the sense terminal 7a to the main electrode 22b of the semiconductor chip 20b and the distance Ls1 from the sense terminal 7b to the main electrode 22a of the semiconductor chip 20a are substantially equal. The lower wiring layers 32a and 32c through which the sense current is conducted have the same length as the upper wiring layers 33a and 33c through which the control signal is conducted. The lower wiring layers 32a and 32c are formed so as to be aligned with the rear surfaces of the upper wiring layers 33a and 33c with the insulating layer 31 interposed therebetween. The direction in which the sense current flows through the lower wiring layers 32a and 32c is opposite to the direction in which the control signal flows through the upper wiring layers 33a and 33c. Therefore, the mutual inductance caused by the control signal and the sense current cancels out. Therefore, electrical influence on the vicinity of upper wiring layers 33a and 33c can be suppressed.

また、半導体装置1aでは、上面配線層33a,33b及び下面配線層32a,32cの長さを短くすることができる。また、半導体装置1の場合であれば、例えば、上面配線層33aと上面配線層33bとは側面視で半導体チップ20b上にて重複する領域がある。このため、半導体装置1はX方向の幅を小さくするには限界がある。半導体装置1aでは、上面配線層33及び下面配線層32は直線状に配置されているため、X方向の幅を小さくすることができる。このため、半導体装置1aは、半導体装置1よりも小型化を図ることができる。 Moreover, in the semiconductor device 1a, the lengths of the upper wiring layers 33a and 33b and the lower wiring layers 32a and 32c can be shortened. In the case of the semiconductor device 1, for example, there is an area where the upper wiring layer 33a and the upper wiring layer 33b overlap on the semiconductor chip 20b when viewed from the side. Therefore, there is a limit to reducing the width of the semiconductor device 1 in the X direction. In the semiconductor device 1a, since the upper wiring layer 33 and the lower wiring layer 32 are arranged in a straight line, the width in the X direction can be reduced. Therefore, the semiconductor device 1 a can be made smaller than the semiconductor device 1 .

なお、半導体装置1aでは、制御端子6a,6bが中心線(一点鎖線X-X)上に配置されて、センス端子7a,7bが中心線から側壁部2c側に位置ずれして設けられている場合について説明している。この場合に限らず、センス端子7a,7bが制御端子6a,6bに対して側壁部2aに位置ずれして設けられてもよい。この場合は、図9及び図10に対して、センス端子7a,7bが制御端子6a,6bに対して側壁部2a側に設けられ、検出ポスト電極9c,9dが制御ポスト電極9a,9bに対して、側壁部2a側に設けられる。 In the semiconductor device 1a, the control terminals 6a and 6b are arranged on the center line (one-dot chain line XX), and the sense terminals 7a and 7b are displaced from the center line toward the side wall portion 2c. describes the case. Not limited to this case, the sense terminals 7a and 7b may be displaced from the control terminals 6a and 6b on the side wall portion 2a. 9 and 10, the sense terminals 7a and 7b are provided on the sidewall portion 2a side with respect to the control terminals 6a and 6b, and the detection post electrodes 9c and 9d are provided with respect to the control post electrodes 9a and 9b. are provided on the side wall portion 2a.

また、半導体装置1aのおもて面2eに対して、制御端子6a,6b及びセンス端子7a,7bが中心線(一点鎖線X-X)に対して線対称に配置されるようにしてもよい。この場合、例えば、図8~図10の半導体チップ20a,20bを側壁部2a側に位置ずれさせる。 Further, the control terminals 6a, 6b and the sense terminals 7a, 7b may be arranged line-symmetrically with respect to the center line (chain line XX) with respect to the front surface 2e of the semiconductor device 1a. . In this case, for example, the semiconductor chips 20a and 20b shown in FIGS. 8 to 10 are shifted toward the side wall portion 2a.

[第3の実施の形態]
第3の実施の形態では、第1の実施の形態の半導体装置1を複数含む電力変換装置について、図11並びに図1及び図2を用いて説明する。図11は、第3の実施の形態の電力変換装置を示す図である。なお、図11(A)は、電力変換装置の平面図を示している。図11(B)は、図11(A)の一点鎖線X-Xにおける断面図を表している。また、電力変換装置40は、第1の実施の形態の半導体装置1を含んでいる。なお、半導体装置1の符号は省略している。半導体装置1の構成は、図1及び図2を参照することができる。なお、電力変換装置40は、第1の実施の形態の半導体装置1に限らず、第2の実施の形態の半導体装置1aを同様に用いてもよい。
[Third embodiment]
In the third embodiment, a power converter including a plurality of semiconductor devices 1 of the first embodiment will be described with reference to FIG. 11 and FIGS. 1 and 2. FIG. FIG. 11 is a diagram showing a power converter according to the third embodiment. Note that FIG. 11A shows a plan view of the power converter. FIG. 11B shows a cross-sectional view taken along the dashed-dotted line XX in FIG. 11A. Moreover, the power conversion device 40 includes the semiconductor device 1 of the first embodiment. Note that the reference numerals of the semiconductor device 1 are omitted. 1 and 2 can be referred to for the configuration of the semiconductor device 1. FIG. The power conversion device 40 is not limited to the semiconductor device 1 of the first embodiment, and may similarly use the semiconductor device 1a of the second embodiment.

電力変換装置40は、複数の半導体装置1と当該複数の半導体装置1に対して電気的に接続された導通基板41~44,45a,45b,45cとを備えている。複数の半導体装置1は、短辺の側壁部2d,2bが同一平面(平行)を成し、長辺の側壁部2a,2cが対向するようにX方向に配列されている。図11では、半導体装置1が3列配列されている場合を示している。 The power conversion device 40 includes a plurality of semiconductor devices 1 and conductive substrates 41 to 44, 45a, 45b, and 45c electrically connected to the plurality of semiconductor devices 1. FIG. The plurality of semiconductor devices 1 are arranged in the X direction so that the short side wall portions 2d and 2b are on the same plane (parallel) and the long side wall portions 2a and 2c are opposed to each other. FIG. 11 shows the case where the semiconductor devices 1 are arranged in three rows.

導通基板41~44,45a,45b,45cは、導電体を含む板である。導通基板41~44,45a,45b,45cは、例えば、バスバー、プリント回路基板である。導通基板41~44,45a,45b,45cは、ドライバ回路、電源や出力設備の外部機器と半導体装置1の外部接続端子3,4,5、制御端子6a,6b、センス端子7a,7bとを電気的に接続し、各半導体装置1の制御及び半導体装置1に対する電圧等の入出力を行うことができるものである。 The conductive substrates 41 to 44, 45a, 45b, 45c are plates containing conductors. The conductive boards 41 to 44, 45a, 45b, 45c are, for example, busbars and printed circuit boards. The conductive substrates 41 to 44, 45a, 45b, and 45c connect external devices such as driver circuits, power supplies, and output equipment with the external connection terminals 3, 4, and 5 of the semiconductor device 1, the control terminals 6a, 6b, and the sense terminals 7a, 7b. It can be electrically connected to control each semiconductor device 1 and input/output a voltage or the like to the semiconductor device 1 .

導通基板41,42は、半導体装置1の制御端子6a,6b及びセンス端子7a,7bに電気的、かつ、機械的に接続されている。導通基板41,42により所定のタイミングで制御端子6a,6bに制御信号を入力する。また、導通基板41,42は、センス端子7a,7bからセンス電流が入力される。 The conductive substrates 41 and 42 are electrically and mechanically connected to the control terminals 6a and 6b and the sense terminals 7a and 7b of the semiconductor device 1, respectively. Control signals are input to the control terminals 6a and 6b at predetermined timings by the conductive substrates 41 and 42, respectively. Sense currents are input to the conductive substrates 41 and 42 from the sense terminals 7a and 7b.

導通基板43,44は、半導体装置1の外部接続端子3,4に電気的、かつ、機械的に接続されている。導通基板43,44は、それぞれ、正極、負極の外部電源が接続されている。 The conductive substrates 43 and 44 are electrically and mechanically connected to the external connection terminals 3 and 4 of the semiconductor device 1 . The conductive substrates 43 and 44 are connected to positive and negative external power supplies, respectively.

導通基板45a,45b,45cは、複数の半導体装置1の外部接続端子5にそれぞれ電気的、かつ、機械的に接続されている。導通基板45a,45b,45cは、複数の半導体装置1の外部接続端子5から出力される出力電流を負荷に対して入力する。 The conductive substrates 45a, 45b, 45c are electrically and mechanically connected to the external connection terminals 5 of the plurality of semiconductor devices 1, respectively. The conductive substrates 45a, 45b, and 45c input output currents output from the external connection terminals 5 of the plurality of semiconductor devices 1 to loads.

半導体装置1は、上面配線層33a,33cが互いに反対方向を向いて配置されている。このため、電力変換装置40では、このような半導体装置1を短辺の側壁部2d,2bが平行であって、長辺の側壁部2a,2cが対向するように、必要な個数、配列することができる。 In the semiconductor device 1, upper wiring layers 33a and 33c are arranged facing opposite directions. For this reason, in the power conversion device 40, such semiconductor devices 1 are arranged in a necessary number so that the side wall portions 2d and 2b on the short sides are parallel and the side wall portions 2a and 2c on the long sides face each other. be able to.

1,1a 半導体装置
2 封止本体部
2a~2d 側壁部
2e おもて面
2f~2j 端子台
3~5 外部接続端子
6a,6b 制御端子
7a,7b センス端子
8a~8d 主電流ポスト電極
9a,9b 制御ポスト電極
9c,9d 検出ポスト電極
10a,10b 絶縁回路基板
11a,11b 絶縁板
12a,12b 金属板
13a1,13a2,13b 回路パターン
20a,20b 半導体チップ
21a,21b 制御電極
22a,22b 主電極
30 プリント基板
31 絶縁層
32,32a~32c 下面配線層
33,33a~33c 上面配線層
40 電力変換装置
41~44,45a,45b,45c 導通基板
Reference Signs List 1, 1a semiconductor device 2 sealing body 2a-2d side wall 2e front surface 2f-2j terminal block 3-5 external connection terminals 6a, 6b control terminals 7a, 7b sense terminals 8a-8d main current post electrodes 9a, 9b Control post electrode 9c, 9d Detection post electrode 10a, 10b Insulation circuit board 11a, 11b Insulation plate 12a, 12b Metal plate 13a1, 13a2, 13b Circuit pattern 20a, 20b Semiconductor chip 21a, 21b Control electrode 22a, 22b Main electrode 30 Print Substrate 31 Insulating layer 32, 32a to 32c Lower surface wiring layer 33, 33a to 33c Upper surface wiring layer 40 Power conversion device 41 to 44, 45a, 45b, 45c Conductive substrate

Claims (8)

第1制御電極をおもて面に備えた第1半導体チップと、
第2制御電極をおもて面に備えた第2半導体チップと、
平面視でストライプ状であって、一端部が前記第1制御電極に対向すると共に電気的に接続された第1制御配線層と、
平面視でストライプ状であって、一端部が前記第2制御電極に対向すると主に電気的に接続された第2制御配線層と、
を備え、
前記第1制御配線層及び前記第2制御配線層は、互いの他端部が反対方向を向いてそれぞれ延伸し、前記第1制御配線層及び前記第2制御配線層の延伸方向の長さは互いに等しい、
半導体装置。
a first semiconductor chip having a first control electrode on its front surface;
a second semiconductor chip having a second control electrode on the front surface;
a first control wiring layer having a striped shape in a plan view and having one end facing and electrically connected to the first control electrode;
a second control wiring layer which has a striped shape in a plan view and is mainly electrically connected when one end faces the second control electrode;
with
The first control wiring layer and the second control wiring layer extend with the other ends facing opposite directions, and the lengths of the first control wiring layer and the second control wiring layer in the extending direction are equal to each other,
semiconductor equipment.
前記第1半導体チップ及び前記第2半導体チップに対向し、前記第1制御配線層及び前記第2制御配線層が第1主面に形成された絶縁層を含むプリント基板、
をさらに備える請求項1に記載の半導体装置。
a printed circuit board including an insulating layer facing the first semiconductor chip and the second semiconductor chip and having the first control wiring layer and the second control wiring layer formed on a first main surface;
The semiconductor device of claim 1, further comprising:
前記第1半導体チップのおもて面に、さらに、第1主電極を備え、
前記第2半導体チップのおもて面に、さらに、第2主電極を備え、
前記プリント基板は前記絶縁層の前記第1主面の反対面の第2主面に、第1検出配線層及び第2検出配線層がさらに形成され、
前記第1検出配線層は、平面視でストライプ状であって、一端部が前記第1主電極に対向すると共に電気的に接続され、
前記第2検出配線層は、平面視でストライプ状であって、一端部が前記第2主電極に対向すると共に電気的に接続され、
前記第1検出配線層及び前記第2検出配線層は、互いの他端部が反対方向を向いてそれぞれ延伸し、前記第1検出配線層及び前記第2検出配線層の延伸方向の長さは互いに等しい、
請求項2に記載の半導体装置。
further comprising a first main electrode on the front surface of the first semiconductor chip,
further comprising a second main electrode on the front surface of the second semiconductor chip,
The printed circuit board further includes a first detection wiring layer and a second detection wiring layer formed on a second main surface opposite to the first main surface of the insulating layer,
the first detection wiring layer has a striped shape in a plan view, one end facing the first main electrode and electrically connected to the first main electrode;
the second detection wiring layer has a striped shape in a plan view, one end facing the second main electrode and electrically connected to the second main electrode;
The first detection wiring layer and the second detection wiring layer extend with the other ends facing opposite directions, and the lengths of the first detection wiring layer and the second detection wiring layer in the extending direction are equal to each other,
3. The semiconductor device according to claim 2.
前記第1検出配線層及び前記第2検出配線層の延伸方向の長さは、前記第1制御配線層及び前記第2制御配線層の延伸方向の長さと同一であり、
前記第1検出配線層及び前記第2検出配線層は、前記第1制御配線層及び前記第2制御配線層に対向して前記絶縁層の前記第2主面に形成されている、
請求項3に記載の半導体装置。
the lengths in the extending direction of the first detection wiring layer and the second detection wiring layer are the same as the lengths in the extending direction of the first control wiring layer and the second control wiring layer;
The first detection wiring layer and the second detection wiring layer are formed on the second main surface of the insulating layer facing the first control wiring layer and the second control wiring layer,
4. The semiconductor device according to claim 3.
前記第1制御電極は、前記第1半導体チップのおもて面の第1側辺に設けられ、
前記第2制御電極は、前記第2半導体チップのおもて面の第2側辺に設けられ、
前記第1半導体チップ及び前記第2半導体チップは、前記第1側辺と前記第2側辺とが平行を成して、配置されている、
請求項1から4のいずれか1項に記載の半導体装置。
The first control electrode is provided on the first side of the front surface of the first semiconductor chip,
the second control electrode is provided on a second side of the front surface of the second semiconductor chip,
The first semiconductor chip and the second semiconductor chip are arranged such that the first side and the second side are parallel to each other,
5. The semiconductor device according to claim 1.
前記第1半導体チップの前記第1側辺が、前記第2半導体チップの前記第2側辺の延長線上に直列に配置されている、
請求項5に記載の半導体装置。
The first side of the first semiconductor chip is arranged in series on an extension line of the second side of the second semiconductor chip,
6. The semiconductor device according to claim 5.
前記第1半導体チップの前記第1側辺及び前記第2半導体チップの前記第2側辺は、前記半導体装置の長手方向の各端部に互いに近くなるよう配置されている、
請求項5に記載の半導体装置。
The first side edge of the first semiconductor chip and the second side edge of the second semiconductor chip are arranged so as to be close to each other in the longitudinal direction of the semiconductor device,
6. The semiconductor device according to claim 5.
前記第1半導体チップが搭載される第1絶縁回路基板と、
前記第2半導体チップが搭載される第2絶縁回路基板と、
をさらに有し、
前記第1絶縁回路基板は、第1絶縁板と、前記第1絶縁板のおもて面に形成され前記第1半導体チップが接合される第1回路パターンとを含み、
前記第2絶縁回路基板は、第2絶縁板と、前記第2絶縁板のおもて面に形成され前記第2半導体チップが接合される第2回路パターンとを含む、
請求項1から7のいずれか1項に記載の半導体装置。
a first insulating circuit board on which the first semiconductor chip is mounted;
a second insulated circuit board on which the second semiconductor chip is mounted;
further having
The first insulating circuit board includes a first insulating plate and a first circuit pattern formed on the front surface of the first insulating plate and bonded to the first semiconductor chip,
The second insulating circuit board includes a second insulating plate and a second circuit pattern formed on the front surface of the second insulating plate and bonded to the second semiconductor chip,
8. The semiconductor device according to claim 1.
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