WO2019053942A1 - 半導体モジュール - Google Patents

半導体モジュール Download PDF

Info

Publication number
WO2019053942A1
WO2019053942A1 PCT/JP2018/018378 JP2018018378W WO2019053942A1 WO 2019053942 A1 WO2019053942 A1 WO 2019053942A1 JP 2018018378 W JP2018018378 W JP 2018018378W WO 2019053942 A1 WO2019053942 A1 WO 2019053942A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
substrate
semiconductor module
conductive region
electrically connected
outer edge
Prior art date
Application number
PCT/JP2018/018378
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
弘貴 大森
Original Assignee
住友電気工業株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 住友電気工業株式会社 filed Critical 住友電気工業株式会社
Priority to US16/644,996 priority Critical patent/US20200203327A1/en
Priority to JP2019541638A priority patent/JPWO2019053942A1/ja
Publication of WO2019053942A1 publication Critical patent/WO2019053942A1/ja

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/498—Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers
    • H01L23/49811—Additional leads joined to the metallisation on the insulating substrate, e.g. pins, bumps, wires, flat leads
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K1/00—Details of thermometers not specially adapted for particular types of thermometer
    • G01K1/14—Supports; Fastening devices; Arrangements for mounting thermometers in particular locations
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/0092—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof measuring current only
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R29/00—Arrangements for measuring or indicating electric quantities not covered by groups G01R19/00 - G01R27/00
    • G01R29/12—Measuring electrostatic fields or voltage-potential
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/02—Containers; Seals
    • H01L23/04—Containers; Seals characterised by the shape of the container or parts, e.g. caps, walls
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/52—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames
    • H01L23/538—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames the interconnection structure between a plurality of semiconductor chips being formed on, or in, insulating substrates
    • H01L23/5386—Geometry or layout of the interconnection structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L24/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L24/49—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/04—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
    • H01L25/07—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L29/00
    • H01L25/072—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L29/00 the devices being arranged next to each other
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/16—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof the devices being of types provided for in two or more different main groups of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. forming hybrid circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/18—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof the devices being of types provided for in two or more different subgroups of the same main group of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805—Shape
    • H01L2224/4809—Loop shape
    • H01L2224/48091—Arched
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48225—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H01L2224/48227—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation connecting the wire to a bond pad of the item
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/49—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
    • H01L2224/491—Disposition
    • H01L2224/4912—Layout
    • H01L2224/49175—Parallel arrangements
    • H01L2224/49176—Wire connectors having the same loop shape and height
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/00014—Technical content checked by a classifier the subject-matter covered by the group, the symbol of which is combined with the symbol of this group, being disclosed without further technical details
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/19—Details of hybrid assemblies other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/191—Disposition
    • H01L2924/19101—Disposition of discrete passive components
    • H01L2924/19107—Disposition of discrete passive components off-chip wires

Definitions

  • the present disclosure relates to a semiconductor module.
  • a power semiconductor module In a power semiconductor module, a power system terminal electrically connected to the semiconductor device, and a signal system terminal electrically connected to the semiconductor device and extended in a direction perpendicular to the main surface of the insulating substrate And a semiconductor module provided with the above (see, for example, Patent Document 1).
  • the semiconductor module includes a substrate, an auxiliary terminal component, and a main terminal component.
  • a circuit including an element is formed on the main surface.
  • the auxiliary terminal component is electrically connected to the circuit and is capable of conducting the first current.
  • the main terminal component is electrically connected to the circuit and is capable of flowing a second current larger than the first current.
  • the auxiliary terminal part includes a first part and a second part.
  • the first part includes a first end located on the substrate side and a second end located on the side away from the substrate.
  • the second part includes a third end located on the substrate side and a fourth end located on the side away from the substrate.
  • the heights of the first end and the third end are different, and in a plan view, in the region of the outer edge of the substrate facing the first end and the third end. At least one of a state in which the distance between the first end and the third end in the extension direction of the outer edge is larger than the distance between the second end and the fourth end is realized There is.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view showing the structure of a semiconductor module.
  • FIG. 2 is a schematic plan view of the semiconductor module.
  • FIG. 3 is a schematic perspective view showing the structure and arrangement of the first part and the second part.
  • FIG. 4 is a schematic perspective view showing the structure and arrangement of the first part, the second part, the third part and the fourth part.
  • FIG. 5 is a schematic plan view showing a modified example of the semiconductor module in the first embodiment.
  • the auxiliary terminal component is a terminal capable of flowing the first current.
  • the main terminal component is a terminal capable of flowing a second current larger than the first current.
  • the auxiliary terminal part for example, an auxiliary terminal part connected to a current sensor that detects a current flowing to a semiconductor element included in the semiconductor module, an auxiliary terminal part connected to a potential sensor that detects a potential of the semiconductor element, a semiconductor element
  • a temperature sensor which detects the temperature of
  • the mounting area of the auxiliary terminal component (for mounting the auxiliary terminal component in plan view when viewed from the direction perpendicular to the main surface of the substrate on which the semiconductor element is mounted) It is preferable to reduce the area of the auxiliary terminal component
  • the semiconductor module of the present disclosure includes a substrate, an auxiliary terminal component, and a main terminal component.
  • a circuit including an element is formed on the main surface.
  • the auxiliary terminal component is electrically connected to the circuit and is capable of conducting the first current.
  • the main terminal component is electrically connected to the circuit and is capable of flowing a second current larger than the first current.
  • the auxiliary terminal part includes a first part and a second part.
  • the first part includes a first end located on the substrate side and a second end located on the side away from the substrate.
  • the second part includes a third end located on the substrate side and a fourth end located on the side away from the substrate.
  • the heights of the first end and the third end are different, and in a plan view, in the region of the outer edge of the substrate facing the first end and the third end. At least one of a state in which the distance between the first end and the third end in the extension direction of the outer edge is larger than the distance between the second end and the fourth end is realized There is.
  • the first end By realizing a state (state 1) in which the heights of the first end and the third end are different in the direction (first direction) perpendicular to the main surface of the substrate, the first end in a plan view And the third end can be arranged close to each other. Further, between the first end and the third end in the extension direction (second direction) of the outer edge in a region facing the first end and the third end of the outer edge of the substrate in plan view Is realized by a state (state 2) in which the distance between the second end and the fourth end is greater than the distance between the second end and the fourth end. The spacing can be narrowed.
  • the semiconductor module of the present disclosure at least one of the state 1 and the state 2 is realized. Therefore, according to the semiconductor module of the present disclosure, the mounting area of the auxiliary terminal component can be reduced, and the semiconductor module can be made compact.
  • the first end and the third end have different heights in the direction perpendicular to the main surface, and the first end and the third end of the outer edge of the substrate in plan view Both the distance between the first end and the third end in the extending direction of the outer edge in the opposite area are larger than the distance between the second end and the fourth end It may be By satisfying both the state 1 and the state 2 in this manner, the semiconductor module can be made more compact.
  • the position and the third end of the first end in a direction perpendicular to the extending direction of the outer edge in a region opposed to the first end and the third end of the outer edge of the substrate in plan view It may be different from the position of. In this way, wire bonding can be easily performed to each of the first end and the third end.
  • the element may include a temperature sensor.
  • the auxiliary terminal component may be electrically connected to the temperature sensor.
  • the element may include a current sensor.
  • the auxiliary terminal component may be electrically connected to the current sensor.
  • the element may include a potential sensor.
  • the auxiliary terminal component may be electrically connected to the potential sensor.
  • the circuit may further include a plurality of conductive regions electrically connected to the auxiliary terminal component.
  • the plurality of conductive regions may include a first conductive region electrically connected to the first end and a second conductive region electrically connected to the third end.
  • the position of the first conductive region in the direction perpendicular to the extending direction of the outer edge of the outer edge of the substrate opposite to the first end and the third end, and the position of the second conductive region It may be different.
  • the plurality of conductive regions can be arranged in a narrow region on the substrate, and the semiconductor module can be made compact.
  • semiconductor module 1 includes substrate 10, circuit 15, main terminal component 30, auxiliary terminal component 40, and container 60.
  • the semiconductor module 1 is a power semiconductor module. That is, the semiconductor module 1 is used to control large power, and is used as a power supply device or the like.
  • the semiconductor module 1 has a rectangular shape in a plan view seen in the Z-axis direction in FIG.
  • the container 60 accommodates the substrate 10.
  • the substrate 10 has a first major surface 11.
  • the outer edge 12 of the substrate 10 has a rectangular shape.
  • the substrate 10 is made of an insulating substrate.
  • a heat sink may be installed on the substrate 10.
  • the direction perpendicular to the first major surface 11 of the substrate 10 is taken as the Z-axis direction, the long side of the substrate 10 as the Y-axis, and the short side of the substrate 10 as the X-axis. .
  • the circuit 15 is formed on the first major surface 11.
  • the circuit 15 includes a plurality of conductive regions 20, an element 50, and a wire 70 made of metal. Circuit 15 is configured by electrically connecting conductive region 20 and element 50 by wire 70.
  • the plurality of conductive regions 20 are formed on the first major surface 11.
  • Conductive region 20 is made of a material such as a metal having conductivity. In the present embodiment, conductive region 20 is made of copper.
  • the conductive region 20 is a first conductive region 201, a second conductive region 202, a third conductive region 203, a fourth conductive region 204, a fifth conductive region 205, and a sixth conductive region. 206 and a seventh conductive region 207.
  • the element 50 is disposed on the substrate 10.
  • the element 50 is disposed on the conductive region 20.
  • the element 50 includes first elements 51 and 52 and a second element 53.
  • the first elements 51 and 52 are vertical semiconductor elements. More specifically, the first elements 51 and 52 are MOSFETs (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistors).
  • the second element 53 is a temperature sensor. In the present embodiment, the second element 53 is a thermistor. The second element 53 detects the temperature of the semiconductor module 1.
  • the first element 51 includes a first source electrode 511, a first gate electrode 512, a first source pad 513, and a first sense pad 514.
  • the first source electrode 511, the first gate electrode 512, the first source pad 513, and the first sense pad 514 are provided on the top surface of the first element 51 at the positions indicated by the respective reference numerals, as shown in FIG. The contours of the electrodes and pads are omitted for the sake of clarity. The same applies to the other elements below.
  • the first element 51 is disposed on the third conductive region 203.
  • the drain electrode (not shown) of the first element 51 is electrically connected to the third conductive region 203.
  • the potential of the first source electrode 511 can be measured by the first source pad 513.
  • the first sense pad 514 can measure the current flowing between the drain electrode and the first source electrode 511 in the first element 51.
  • the first element 52 includes a second source electrode 521, a second gate electrode 522, a second source pad 523 and a second sense pad 524.
  • the first element 52 is disposed on the second conductive region 202.
  • the drain electrode (not shown) of the first element 52 is electrically connected to the second conductive region 202.
  • the second source pad 523 can measure the potential of the second source electrode 521.
  • the second sense pad 524 can measure the current flowing between the drain electrode and the second source electrode 521 in the first element 52.
  • the second element 53 includes a first electrode 531 and a second electrode 532.
  • the second element 53 is disposed on the second conductive region 202.
  • the main terminal component 30 includes a first main terminal component 31, a second main terminal component 32, and a third main terminal component 33.
  • the main terminal component 30 can flow a second current.
  • the second current is a current larger than a first current to be described later.
  • the main terminal component 30 is used to control a high voltage such as a power supply voltage.
  • the main terminal component 30 is a terminal that is directly or indirectly connected to a power supply that generates high voltage and through which current from the power supply flows.
  • the main terminal part 30 is made of metal.
  • the main terminal component 30 has a bent plate shape.
  • the first main terminal component 31 is electrically connected to the third conductive region 203.
  • the second main terminal component 32 is electrically connected to the second conductive region 202.
  • the third main terminal component 33 is electrically connected to the first conductive region 201.
  • the auxiliary terminal component 40 can flow a first current smaller than the second current.
  • the auxiliary terminal component 40 is a terminal through which a current such as a control signal for controlling the second current flowing to the main terminal component 30 and a detection signal used for the control flow.
  • the auxiliary terminal component 40 is used to control a relatively low voltage supplied to a sensor that detects temperature or the like. Further, the auxiliary terminal component 40 is also used as a terminal for supplying, for example, the gate voltage of the MOSFET.
  • the auxiliary terminal component 40 includes a first component 41 and a second component 42.
  • the auxiliary terminal component 40 is disposed along one side located at the end of the rectangular semiconductor module 1 in the X-axis direction.
  • the auxiliary terminal component 40 is disposed on the side opposite to the side on which the second main terminal component 32 is disposed as viewed from the position of the substrate 10.
  • first component 41 includes a first end 411 located on the side of substrate 10 and a second end 412 located on the side away from substrate 10.
  • the second component 42 includes a third end 421 located on the substrate 10 side and a fourth end 422 located on the side away from the substrate 10.
  • the first component 41 includes a first plate-like portion 413 and a first rod-like portion 414.
  • the first plate-like portion 413 has a flat plate shape whose planar shape is a rectangular shape.
  • the end located on one side in the longitudinal direction of the first plate-like portion 413 is a first end 411.
  • An end portion of the first plate-like portion 413 located on the other side in the longitudinal direction is connected to the first rod-like portion 414.
  • An end located on one side of the first rod-like portion 414 is a second end 412.
  • An end of the first rod portion 414 located on the other side is connected to the first plate portion 413.
  • the first rod-like portion 414 is configured to extend along the Z-axis direction.
  • the second part 42 includes a second plate-like portion 423 and a second rod-like portion 424.
  • the second plate-like portion 423 has a flat plate shape whose planar shape is a rectangular shape.
  • An end portion located on one side in the longitudinal direction of the second plate-like portion 423 is a third end portion 421.
  • An end of the second plate-like portion 423 located on the other side in the longitudinal direction is connected to the second rod-like portion 424.
  • the end located on one side of the second rod portion 424 is a fourth end 422.
  • An end of the second rod portion 424 located on the other side is connected to the second plate portion 423.
  • the second rod-like portion 424 is configured to extend along the direction (Z-axis direction) along the first rod-like portion 414.
  • the outer edge 12 in the area facing the first end 411 and the third end 421 of the outer edge 12 of the substrate 10 is directed in the extending direction (Y-axis direction)
  • the lower end (the other side) of the second rod-like portion 424 is bent, and is connected to the second plate-like portion 423 at its tip.
  • the auxiliary terminal component 40 includes the third component 43 and the fourth component 44, the fifth component 45 and the sixth component 46, the seventh component 47 and the eighth component 48 in addition to the first component 41 and the second component 42. including.
  • the third part 43, the fifth part 45 and the seventh part 47 have the same structure as the first part 41.
  • the fourth part 44, the sixth part 46 and the eighth part 48 have the same structure as the second part 42.
  • the third component 43 includes a fifth end 431 located on the substrate 10 side and a sixth end 432 located on the side away from the substrate 10.
  • the fourth component 44 includes a seventh end 441 located on the substrate 10 side and an eighth end 442 located on the side away from the substrate 10.
  • the fifth component 45 includes a ninth end 451 located on the substrate 10 side and a tenth end 452 located on the side away from the substrate 10.
  • the sixth part 46 includes an eleventh end 461 located on the substrate 10 side and a twelfth end 462 located on the side away from the substrate 10.
  • the seventh component 47 includes a thirteenth end 471 located on the substrate 10 side and a fourteenth end 472 located on the side away from the substrate 10.
  • the eighth part 48 includes a fifteenth end 481 located on the substrate 10 side and a sixteenth end 482 located on the side away from the substrate 10.
  • FIGS. 1 and 2 in a plan view seen in the Z-axis direction, the extending direction of outer edge 12 in a region facing first end 411 and third end 421 of outer edge 12 of substrate 10.
  • the second end 412 and the fourth end 422 are disposed along a direction (vertical direction) (X-axis direction) intersecting the (Y-axis direction).
  • the sixth end 432 and the eighth end 442 are disposed along the X-axis direction.
  • the tenth end 452 and the twelfth end 462 are disposed along the X-axis direction.
  • the fourteenth end 472 and the sixteenth end 482 are disposed along the X-axis direction.
  • the first source electrode 511 of the first element 51 and the second conductive region 202 are electrically connected by the wire 70.
  • the first gate electrode 512 of the first element 51 and the sixth conductive region 206 are electrically connected by the wire 70.
  • the sixth conductive region 206 and the fifteenth end 481 are electrically connected by the wire 70.
  • the first source pad 513 of the first element 51 and the thirteenth end 471 are electrically connected by the wire 70.
  • the fourteenth end 472 and a potential sensor that detects a potential disposed outside the semiconductor module 1 are electrically connected.
  • the first sense pad 514 of the first element 51 and the eleventh end 461 are electrically connected by the wire 70.
  • the twelfth end 462 and a current sensor for detecting a current disposed outside the semiconductor module 1 are electrically connected.
  • the second source electrode 521 of the first element 52 and the first conductive region 201 are electrically connected by the wire 70.
  • the second gate electrode 522 of the first element 52 and the third end 421 are electrically connected by the wire 70.
  • the second source pad 523 of the first element 52 and the fourth conductive region 204 are electrically connected by the wire 70.
  • the fourth conductive region 204 and the first end 411 are electrically connected by the wire 70.
  • the second sense pad 524 of the first element 52 and the fifth conductive region 205 are electrically connected by the wire 70.
  • the fifth conductive region 205 and the seventh end 441 are electrically connected by the wire 70.
  • the first electrode 531 of the second element 53 and the fifth end 431 are electrically connected by the wire 70.
  • the second electrode 532 of the second element 53 and the ninth end 451 are electrically connected by the wire 70.
  • the first part 41 and the second part 42 are disposed on the side wall of the container 60.
  • the first end 411 and the second end 412 are exposed from the side wall of the container 60.
  • the third end 421 and the fourth end 422 are exposed from the side wall of the container 60.
  • the third part 43 and the fourth part 44 are disposed on the side wall of the container 60.
  • the fifth end 431 and the sixth end 432 are exposed from the side wall of the container 60.
  • the seventh end 441 and the eighth end 442 are exposed from the side wall of the container 60.
  • a state (state 1) in which the heights of the first end 411 and the third end 421 are different in the Z-axis direction is realized. More specifically, the height of the Y-axis direction central portion 411A of the region closest to the substrate 10 of the first end 411 and the Y-axis direction central portion 421A of the region closest to the substrate 10 of the third end 421 Different states are realized.
  • the third part 43 and the fourth part 44, the fifth part 45 and the sixth part 46, and the seventh part 47 and the eighth part 48 are arranged similarly to the first part 41 and the second part 42, respectively. Be done.
  • the distance between the first end 411 and the third end 421 in the Y-axis direction is greater than the distance between the second end 412 and the fourth end 422 in plan view viewed in the Z-axis direction.
  • a large state (state 2) is realized. This is because, as described above, the lower end of the second rod portion 424 is bent in the Y-axis direction.
  • the distance between the first end 411 and the third end 421 in the Y-axis direction means the distance S1 in the Y-axis direction from the Y-axis direction central portion 411A to the Y-axis direction central portion 421A. .
  • the distance between the second end 412 and the fourth end 422 in the Y-axis direction is the fourth end from the Y-axis direction central portion 412A of the region farthest from the substrate 10 of the second end 412.
  • the distance S2 in the Y-axis direction to the Y-axis direction central portion 422A of the region farthest from the substrate 10 of the portion 422 is referred to. In the present embodiment, S2 is zero.
  • the third part 43 and the fourth part 44, the fifth part 45 and the sixth part 46, and the seventh part 47 and the eighth part 48 are arranged similarly to the first part 41 and the second part 42, respectively. .
  • the position of the first end 411 and the position of the third end 421 in the X-axis direction are different from each other in a plan view viewed in the Z-axis direction. In this way, wire bonding can be easily performed to each of the first end 411 and the third end 421.
  • the third part 43 and the fourth part 44, the fifth part 45 and the sixth part 46, and the seventh part 47 and the eighth part 48 are arranged similarly to the first part 41 and the second part 42, respectively. Be done.
  • FIG. 5 shows a modification of this embodiment.
  • a first conductive region 221 and a second conductive region 222 are disposed on the first major surface 11 of the substrate 10.
  • the first conductive region 221 and the second conductive region 222 have a rectangular shape.
  • the first conductive region 221 and the first end 411 are electrically connected by the wire 70.
  • the second conductive region 222 and the third end 421 are electrically connected by the wire 70.
  • a third conductive region 223 and a fourth conductive region 224 are disposed on the first major surface 11.
  • the third conductive region 223 and the fourth conductive region 224 have a rectangular shape.
  • the third conductive region 223 and the fifth end 431 are electrically connected by the wire 70.
  • the fourth conductive region 224 and the seventh end 441 are electrically connected by the wire 70.
  • the first conductive region 221, the second conductive region 222, the third conductive region 223, and the fourth conductive region 224 are arranged to be included in the region T shown in FIG.
  • the position of the first conductive region 221 in the X-axis direction is different from the position of the second conductive region 222 in a plan view viewed in the Z-axis direction.
  • the position of the third conductive region 223 in the X-axis direction is different from the position of the fourth conductive region 224.
  • a plane (a state 1) in which the heights of the first end 411 and the third end 421 are different in the Z-axis direction is realized, thereby achieving a plane.
  • the first end 411 and the third end 421 can be arranged close to each other.
  • the fifth end 431 and the seventh end 441 can be arranged close to each other.
  • the ninth end 451 and the eleventh end 461 can be arranged close to each other.
  • the thirteenth end 471 and the fifteenth end 481 can be arranged close to each other.
  • the distance between the first end 411 and the third end 421 in the Y-axis direction is the distance between the second end 412 and the fourth end 422.
  • state 2 the distance between the second end 412 and the fourth end 422 in the Y-axis direction can be narrowed.
  • the distance between the sixth end 432 and the eighth end 442 can be narrowed.
  • the distance between the tenth end 452 and the twelfth end 462 can be narrowed.
  • the distance between the fourteenth end 472 and the sixteenth end 482 can be narrowed.
  • both of the above-described state 1 and state 2 are realized. Therefore, according to the semiconductor module 1 in the present embodiment, the mounting area of the auxiliary terminal component 40 can be reduced, and the semiconductor module 1 can be made compact.
  • the element 50 includes the temperature sensor which is the second element 53.
  • the third part 43 and the fifth part 45, which are the auxiliary terminal parts 40, are electrically connected to the temperature sensor.
  • the shape of the semiconductor module 1 in a plan view seen in the Z-axis direction is rectangular
  • the shape of the semiconductor module 1 is not limited to this, and the application etc. Various shapes can be adopted in consideration of.
  • the shape of the outer edge 12 of the substrate 10 is a rectangular shape
  • the shape of the outer edge 12 of the substrate 10 is not limited thereto, and the ease of arrangement of components disposed on the substrate 10 Various shapes can be adopted in consideration of the arrangement of surrounding parts and the like.
  • the element 50 is not restricted to this, and may include SBD (Schottky Barrier Diode).
  • the element 50 may include a MOSFET and an SBD.
  • the element 50 is not limited to this and includes a current sensor that detects current or a potential sensor that detects potential. May be.
  • the element 50 may include a temperature sensor, a current sensor, and a potential sensor.
  • the auxiliary terminal component 40 is arranged on the side opposite to the side on which the second main terminal component 32 is arranged when viewed from the position of the substrate 10.
  • the invention is not limited to this, and various configurations can be adopted.
  • the auxiliary terminal component 40 includes the first component 41 and the second component 42, the third component 43 and the fourth component 44, the fifth component 45 and the sixth component 46, the seventh component 47 and the seventh component 47.
  • the eighth component 48 is included is described, the auxiliary terminal component 40 is not limited to this, and various configurations can be adopted in consideration of applications and the like.
  • both the state 1 and the state 2 are realized, but the present invention is not limited to this, and at least one of the state 1 and the state 2 may be realized.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

半導体モジュールは、基板と、補助端子部品と、主端子部品と、を備える。第１部品は、基板側に位置する第１端部と、基板から離れた側に位置する第２端部と、を含む。第２部品は、基板側に位置する第３端部と、基板から離れた側に位置する第４端部と、を含む。主面に垂直な方向において、第１端部と第３端部との高さが異なる状態、および平面視において、基板の外縁のうち第１端部および第３端部に対向する領域での外縁の延在方向における第１端部と第３端部との間の距離が、第２端部と第４端部との間の距離よりも大きい状態のうち少なくともいずれか一方が実現されている。

Description

半導体モジュール
　本開示は、半導体モジュールに関する。
　本出願は、2017年9月15日出願の日本出願第2017-177869号に基づく優先権を主張し、前記日本出願に記載された全ての記載内容を援用するものである。
　パワー半導体モジュールにおいて、半導体デバイスと電気的に接続される電力系端子と、半導体デバイスと電気的に接続されると共に、絶縁基板の主表面に対して垂直方向に延伸して配置される信号系端子と、を備える半導体モジュールが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０１７－００５０４３号公報
　実施例による半導体モジュールは、基板と、補助端子部品と、主端子部品と、を備える。基板は、主面上に素子を含む回路が形成されている。補助端子部品は、回路と電気的に接続され、第１の電流を流すことが可能である。主端子部品は、回路と電気的に接続され、第１の電流よりも大きい第２の電流を流すことが可能である。補助端子部品は、第１部品と、第２部品と、を含む。第１部品は、基板側に位置する第１端部と、基板から離れた側に位置する第２端部と、を含む。第２部品は、基板側に位置する第３端部と、基板から離れた側に位置する第４端部と、を含む。主面に垂直な方向において、第１端部と第３端部との高さが異なる状態、および平面視において、基板の外縁のうち第１端部および第３端部に対向する領域での外縁の延在方向における第１端部と第３端部との間の距離が、第２端部と第４端部との間の距離よりも大きい状態のうち少なくともいずれか一方が実現されている。
図１は、半導体モジュールの構造を示す概略斜視図である。 図２は、半導体モジュールの概略平面図である。 図３は、第１部品および第２部品の構造および配置を示す概略斜視図である。 図４は、第１部品、第２部品、第３部品および第４部品の構造および配置を示す概略斜視図である。 図５は、第１の実施の形態における半導体モジュールの変形例を示す概略平面図である。
　半導体モジュールに設けられる端子としては、主端子部品および補助端子部品がある。補助端子部品は、第１の電流を流すことが可能な端子である。主端子部品は、第１の電流よりも大きな第２の電流を流すことが可能な端子である。補助端子部品としては、例えば、半導体モジュールに含まれる半導体素子に流れる電流を検知する電流センサに接続される補助端子部品、半導体素子の電位を検知する電位センサに接続される補助端子部品、半導体素子の温度を検知する温度センサに接続される補助端子部品がある。このように、半導体モジュールにおいては、複数の補助端子部品が設けられる。そのため、半導体モジュールのコンパクト化のためには、補助端子部品の搭載面積（半導体素子が搭載される基板の主表面に対して垂直な方向から見たときの平面視における補助端子部品を搭載するための領域の面積）を減らすことが好ましい。
　そこで、補助端子部品の搭載面積を減らすことで、コンパクト化が可能な半導体モジュールを提供することを本開示の目的の１つとする。
［本開示の実施形態の説明］
　最初に本開示の技術の実施態様を列記して説明する。本開示の半導体モジュールは、基板と、補助端子部品と、主端子部品と、を備える。基板は、主面上に素子を含む回路が形成されている。補助端子部品は、回路と電気的に接続され、第１の電流を流すことが可能である。主端子部品は、回路と電気的に接続され、第１の電流よりも大きい第２の電流を流すことが可能である。補助端子部品は、第１部品と、第２部品と、を含む。第１部品は、基板側に位置する第１端部と、基板から離れた側に位置する第２端部と、を含む。第２部品は、基板側に位置する第３端部と、基板から離れた側に位置する第４端部と、を含む。主面に垂直な方向において、第１端部と第３端部との高さが異なる状態、および平面視において、基板の外縁のうち第１端部および第３端部に対向する領域での外縁の延在方向における第１端部と第３端部との間の距離が、第２端部と第４端部との間の距離よりも大きい状態のうち少なくともいずれか一方が実現されている。
　基板の主面に垂直な方向（第１の方向）において、第１端部および第３端部の高さが異なる状態（状態１）が実現されることにより、平面視において、第１端部と第３端部とを近付けて配置することができる。また、平面視において、基板の外縁のうち第１端部および第３端部に対向する領域での外縁の延在方向（第２の方向）における第１端部と第３端部との間の距離が、第２端部と第４端部との間の距離よりも大きい状態（状態２）が実現されることにより、上記第２の方向における第２端部と第４端部との間隔を狭くすることができる。
　本開示の半導体モジュールにおいては上記状態１および状態２の少なくとも一方が実現されている。そのため、本開示の半導体モジュールによれば、補助端子部品の搭載面積を減らし、半導体モジュールをコンパクト化することができる。
　上記半導体モジュールにおいて、主面に垂直な方向において、第１端部と第３端部との高さが異なる状態、および平面視において、基板の外縁のうち第１端部および第３端部に対向する領域での外縁の延在方向における第１端部と第３端部との間の距離が、第２端部と第４端部との間の距離よりも大きい状態の両方が実現されていてもよい。このように上記状態１および状態２の両方が満たされることにより、半導体モジュールを一層コンパクト化することができる。
　上記半導体モジュールにおいて、平面視において、基板の外縁のうち第１端部および第３端部に対向する領域での外縁の延在方向に垂直な方向における第１端部の位置と第３端部の位置とは異なるようにしてもよい。このようにすることで、第１端部および第３端部のそれぞれに対して容易にワイヤーボンディングすることができる。
　上記半導体モジュールにおいて、素子は、温度センサを含むようにしてもよい。補助端子部品は、温度センサに電気的に接続されるようにしてもよい。このようにすることで、温度センサを含む半導体モジュールのコンパクト化が可能となる。
　上記半導体モジュールにおいて、素子は、電流センサを含むようにしてもよい。補助端子部品は、電流センサに電気的に接続されるようにしてもよい。このようにすることで、電流センサを含む半導体モジュールのコンパクト化が可能となる。
　上記半導体モジュールにおいて、素子は、電位センサを含むようにしてもよい。補助端子部品は、電位センサに電気的に接続されるようにしてもよい。このようにすることで、電位センサを含む半導体モジュールのコンパクト化が可能となる。
　上記半導体モジュールにおいて、回路は、補助端子部品と電気的に接続される複数の導電領域をさらに含むようにしてもよい。複数の導電領域は、第１端部と電気的に接続される第１導電領域と、第３端部と電気的に接続される第２導電領域と、を含むようにしてもよい。平面視において、基板の外縁のうち第１端部および第３端部に対向する領域での外縁の延在方向に垂直な方向における第１導電領域の位置と、第２導電領域の位置とは異なるようにしてもよい。このようにすることで、複数の導電領域を基板上の狭い領域に配置し、半導体モジュールをコンパクト化することができる。
［本開示の実施形態の詳細］
　次に、本開示の半導体モジュールの一実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰返さない。
　図１および図２を参照して、半導体モジュール１は、基板１０と、回路１５と、主端子部品３０と、補助端子部品４０と、容器６０と、を備える。本実施の形態においては、半導体モジュール１は、パワー半導体モジュールである。すなわち、半導体モジュール１は、大きな電力を制御するために用いられるものであり、電源装置等に利用される。半導体モジュール１は、図２におけるＺ軸方向に見た平面視で長方形状の形状を有する。
　容器６０は、基板１０を収容する。基板１０は、第１の主面１１を有する。基板１０の外縁１２は、長方形状の形状を有する。本実施の形態においては、基板１０は、絶縁基板からなる。基板１０には、放熱板が設置されていてもよい。なお、以下の説明において、基板１０の第１の主面１１に対して垂直な方向をＺ軸方向、基板１０の長辺方向をＹ軸方向、基板１０の短辺方向をＸ軸方向とする。
　回路１５は、第１の主面１１上に形成されている。回路１５は、複数の導電領域２０と、素子５０と、金属製のワイヤ７０とを含む。回路１５は、導電領域２０および素子５０がワイヤ７０により電気的に接続されて構成される。複数の導電領域２０は、第１の主面１１上に形成される。導電領域２０は、導電性を有する金属などの材料からなる。本実施の形態においては、導電領域２０は銅からなる。導電領域２０は、第１の導電領域２０１と、第２の導電領域２０２と、第３の導電領域２０３と、第４の導電領域２０４と、第５の導電領域２０５と、第６の導電領域２０６と、第７の導電領域２０７と、を含む。
　素子５０は、基板１０上に配置される。素子５０は、導電領域２０上に配置される。素子５０は、第１の素子５１、５２と、第２の素子５３と、を含む。本実施の形態においては、第１の素子５１、５２は、縦型の半導体素子である。より具体的には、第１の素子５１、５２は、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）である。第２の素子５３は、温度センサである。本実施の形態においては、第２の素子５３はサーミスタである。第２の素子５３は、半導体モジュール１の温度を検知する。
　第１の素子５１は、第１ソース電極５１１と、第１ゲート電極５１２と、第１ソースパッド５１３と、第１センスパッド５１４と、を含む。第１ソース電極５１１と、第１ゲート電極５１２と、第１ソースパッド５１３と、第１センスパッド５１４は、第１の素子５１の上面において各参照番号が示す位置に設けられており、図示の明瞭性の都合上、電極およびパッドの輪郭線は省略してある。以下において他の素子についても同様である。第１の素子５１は、第３の導電領域２０３上に配置される。第１の素子５１のドレイン電極（図示せず）は、第３の導電領域２０３と電気的に接続される。第１ソースパッド５１３により、第１ソース電極５１１の電位を測定可能である。第１センスパッド５１４により、第１の素子５１におけるドレイン電極と第１ソース電極５１１との間に流れる電流を測定可能である。
　第１の素子５２は、第２ソース電極５２１と、第２ゲート電極５２２と、第２ソースパッド５２３と、第２センスパッド５２４と、を含む。第１の素子５２は、第２の導電領域２０２上に配置される。第１の素子５２のドレイン電極（図示せず）は、第２の導電領域２０２と電気的に接続される。第２ソースパッド５２３により、第２ソース電極５２１の電位を測定可能である。第２センスパッド５２４により、第１の素子５２におけるドレイン電極と第２ソース電極５２１との間に流れる電流を測定可能である。
　第２の素子５３は、第１の電極５３１と、第２の電極５３２と、を含む。第２の素子５３は、第２の導電領域２０２上に配置される。
　主端子部品３０は、第１の主端子部品３１と、第２の主端子部品３２と、第３の主端子部品３３と、を含む。主端子部品３０は、第２の電流を流すことが可能である。第２の電流は、後述する第１の電流よりも大きい電流である。主端子部品３０は、電源電圧といった高電圧を制御する際に利用される。一例として、主端子部品３０は、高電圧を発生する電源に直接又は間接に接続され、当該電源からの電流が流れる端子である。主端子部品３０は、金属製である。主端子部品３０は、屈曲した板状の形状を有する。第１の主端子部品３１は、第３の導電領域２０３と電気的に接続される。第２の主端子部品３２は、第２の導電領域２０２と電気的に接続される。第３の主端子部品３３は、第１の導電領域２０１と電気的に接続される。
　補助端子部品４０は、第２の電流よりも小さい第１の電流を流すことが可能である。一例として、補助端子部品４０は、主端子部品３０に流れる第２の電流を制御するための制御信号、および当該制御に用いる検出信号等の電流が流れる端子である。補助端子部品４０は、温度等を検知するセンサに供給する比較的低い電圧を制御する際に利用される。また、補助端子部品４０は、例えばＭＯＳＦＥＴのゲート電圧を供給する端子としても利用される。補助端子部品４０は、第１部品４１と、第２部品４２とを含む。補助端子部品４０は、長方形状の半導体モジュール１のＸ軸方向の端部に位置する一方の辺に沿って配置される。補助端子部品４０は、基板１０の位置から見て、第２の主端子部品３２が配置される側とは反対側に配置される。
　図１、図２および図３を参照して、第１部品４１は、基板１０側に位置する第１端部４１１と、基板１０から離れた側に位置する第２端部４１２と、を含む。第２部品４２は、基板１０側に位置する第３端部４２１と、基板１０から離れた側に位置する第４端部４２２と、を含む。
　第１部品４１は、第１板状部４１３と、第１棒状部４１４と、を含む。第１板状部４１３は、平面形状が長方形状である平板状の形状を有する。第１板状部４１３の長手方向の一方側に位置する端部は、第１端部４１１である。第１板状部４１３の長手方向の他方側に位置する端部は、第１棒状部４１４と接続される。第１棒状部４１４の一方側に位置する端部は、第２端部４１２である。第１棒状部４１４の他方側に位置する端部は、第１板状部４１３と接続される。第１棒状部４１４は、Ｚ軸方向に沿って延在するように構成される。
　第２部品４２は、第２板状部４２３と、第２棒状部４２４と、を含む。第２板状部４２３は、平面形状が長方形状である平板状の形状を有する。第２板状部４２３の長手方向の一方側に位置する端部は、第３端部４２１である。第２板状部４２３の長手方向の他方側に位置する端部は、第２棒状部４２４と接続される。第２棒状部４２４の一方側に位置する端部は、第４端部４２２である。第２棒状部４２４の他方側に位置する端部は、第２板状部４２３と接続される。第２棒状部４２４は、第１棒状部４１４に沿う方向（Ｚ軸方向）に沿って延在するように構成される。Ｚ軸方向に見た平面視において、基板１０の外縁１２のうち第１端部４１１および第３端部４２１に対向する領域での外縁１２が延在する方向（Ｙ軸方向）に向くように、第２棒状部４２４の下側（上記他方側）の端部は屈曲し、その先端で第２板状部４２３と接続される。
　補助端子部品４０は、第１部品４１および第２部品４２の他、第３部品４３および第４部品４４と、第５部品４５および第６部品４６と、第７部品４７および第８部品４８とを含む。第３部品４３、第５部品４５および第７部品４７は、第１部品４１と同様の構造を有する。第４部品４４、第６部品４６および第８部品４８は、第２部品４２と同様の構造を有する。
　第３部品４３は、基板１０側に位置する第５端部４３１と、基板１０から離れた側に位置する第６端部４３２と、を含む。第４部品４４は、基板１０側に位置する第７端部４４１と、基板１０から離れた側に位置する第８端部４４２と、を含む。第５部品４５は、基板１０側に位置する第９端部４５１と、基板１０から離れた側に位置する第１０端部４５２と、を含む。第６部品４６は、基板１０側に位置する第１１端部４６１と、基板１０から離れた側に位置する第１２端部４６２と、を含む。第７部品４７は、基板１０側に位置する第１３端部４７１と、基板１０から離れた側に位置する第１４端部４７２と、を含む。第８部品４８は、基板１０側に位置する第１５端部４８１と、基板１０から離れた側に位置する第１６端部４８２と、を含む。
　図１および図２を参照して、Ｚ軸方向に見た平面視において、基板１０の外縁１２のうち第１端部４１１および第３端部４２１に対向する領域での外縁１２の延在方向（Ｙ軸方向）に交差する方向（垂直な方向）（Ｘ軸方向）に沿って、第２端部４１２と、第４端部４２２とは配置される。同様に、Ｘ軸方向に沿って、第６端部４３２と、第８端部４４２とは配置される。第１０端部４５２と、第１２端部４６２とはＸ軸方向に沿って配置される。第１４端部４７２と、第１６端部４８２とはＸ軸方向に沿って配置される。
　第１の素子５１の第１ソース電極５１１と第２の導電領域２０２とは、ワイヤ７０によって電気的に接続される。第１の素子５１の第１ゲート電極５１２と、第６の導電領域２０６とは、ワイヤ７０によって電気的に接続される。第６の導電領域２０６と、第１５端部４８１とは、ワイヤ７０によって電気的に接続される。第１の素子５１の第１ソースパッド５１３と、第１３端部４７１とは、ワイヤ７０によって電気的に接続される。第１４端部４７２と、半導体モジュール１の外部に配置される電位を検知する電位センサとは、電気的に接続される。第１の素子５１の第１センスパッド５１４と、第１１端部４６１とは、ワイヤ７０によって電気的に接続される。第１２端部４６２と、半導体モジュール１の外部に配置される電流を検知する電流センサとは、電気的に接続される。
　第１の素子５２の第２ソース電極５２１と、第１の導電領域２０１とは、ワイヤ７０によって電気的に接続される。第１の素子５２の第２ゲート電極５２２と、第３端部４２１とは、ワイヤ７０によって電気的に接続される。第１の素子５２の第２ソースパッド５２３と、第４の導電領域２０４とは、ワイヤ７０によって電気的に接続される。第４の導電領域２０４と第１端部４１１とは、ワイヤ７０によって電気的に接続される。第１の素子５２の第２センスパッド５２４と、第５の導電領域２０５とは、ワイヤ７０によって電気的に接続される。第５の導電領域２０５と第７端部４４１とは、ワイヤ７０によって電気的に接続される。第２の素子５３の第１の電極５３１と、第５端部４３１とは、ワイヤ７０によって電気的に接続される。第２の素子５３の第２の電極５３２と、第９端部４５１とは、ワイヤ７０によって電気的に接続される。
　図４を参照して、第１部品４１および第２部品４２は、容器６０の側壁部に配置されている。第１端部４１１および第２端部４１２は、容器６０の側壁部から露出している。第３端部４２１および第４端部４２２は、容器６０の側壁部から露出している。第３部品４３および第４部品４４は、容器６０の側壁部に配置されている。第５端部４３１および第６端部４３２は、容器６０の側壁部から露出している。第７端部４４１および第８端部４４２は、容器６０の側壁部から露出している。
　図１および図４を参照して、Ｚ軸方向において、第１端部４１１と第３端部４２１との高さが異なる状態（状態１）が実現されている。より具体的には、第１端部４１１の基板１０に最も近い領域のＹ軸方向中央部分４１１Ａと、第３端部４２１の基板１０に最も近い領域のＹ軸方向中央部分４２１Ａとの高さが異なる状態が実現されている。なお、第３部品４３および第４部品４４と、第５部品４５および第６部品４６と、第７部品４７および第８部品４８とは、それぞれ第１部品４１および第２部品４２と同様に配置される。
　Ｚ軸方向に見た平面視において、Ｙ軸方向における第１端部４１１と第３端部４２１との間の距離が、第２端部４１２と第４端部４２２との間の距離よりも大きい状態（状態２）が実現されている。これは、上述のように第２棒状部４２４の下側の端部がＹ軸方向に向くように屈曲していることによる。なお、Ｙ軸方向における第１端部４１１と、第３端部４２１との間の距離とは、Ｙ軸方向中央部分４１１Ａから、Ｙ軸方向中央部分４２１ＡまでのＹ軸方向における距離Ｓ１をいう。また、Ｙ軸方向における第２端部４１２と、第４端部４２２との間の距離とは、第２端部４１２の基板１０に最も遠い領域のＹ軸方向中央部分４１２Ａから、第４端部４２２の基板１０に最も遠い領域のＹ軸方向中央部分４２２ＡまでのＹ軸方向における距離Ｓ２をいう。本実施の形態ではＳ２は０である。第３部品４３および第４部品４４と、第５部品４５および第６部品４６と、第７部品４７および第８部品４８とは、それぞれ第１部品４１および第２部品４２と同様に配置される。
　Ｚ軸方向に見た平面視において、Ｘ軸方向における第１端部４１１の位置と第３端部４２１の位置とは異なる。このようにすることで、第１端部４１１および第３端部４２１のそれぞれに対して容易にワイヤーボンディングすることができる。なお、第３部品４３および第４部品４４と、第５部品４５および第６部品４６と、第７部品４７および第８部品４８とは、それぞれ第１部品４１および第２部品４２と同様に配置される。
　図５には本実施形態の変形例を示す。図５を参照して、本変形例においては、基板１０の第１の主面１１上に第１導電領域２２１と、第２導電領域２２２とが配置される。第１導電領域２２１および第２導電領域２２２は矩形状の形状を有する。第１導電領域２２１と、第１端部４１１とは、ワイヤ７０によって電気的に接続される。第２導電領域２２２と、第３端部４２１とは、ワイヤ７０によって電気的に接続される。
　第１の主面１１上には、第１導電領域２２１および第２導電領域２２２の他、第３導電領域２２３と、第４導電領域２２４とが配置されている。第３導電領域２２３および第４導電領域２２４は、矩形状の形状を有する。第３導電領域２２３と、第５端部４３１とは、ワイヤ７０によって電気的に接続される。第４導電領域２２４と、第７端部４４１とは、ワイヤ７０によって電気的に接続される。第１導電領域２２１、第２導電領域２２２、第３導電領域２２３および第４導電領域２２４は、図５に示す領域Ｔに含まれるように配置される。
　Ｚ軸方向に見た平面視において、Ｘ軸方向における第１導電領域２２１の位置と、第２導電領域２２２の位置とは異なる。同様に、Ｚ軸方向に見た平面視において、Ｘ軸方向における第３導電領域２２３の位置と、第４導電領域２２４の位置とは異なる。このようにすることで、複数の導電領域を基板上の狭い領域に配置し、半導体モジュール１をコンパクト化することができる。
　ここで、本実施の形態における半導体モジュール１においては、Ｚ軸方向において、第１端部４１１と、第３端部４２１との高さが異なる状態（状態１）が実現されることにより、平面視において、第１端部４１１と、第３端部４２１とを近付けて配置することができる。同様に、第５端部４３１と、第７端部４４１とを近付けて配置することができる。第９端部４５１と、第１１端部４６１とを近付けて配置することができる。第１３端部４７１と、第１５端部４８１とを近付けて配置することができる。
　また、Ｚ軸方向に見た平面視において、Ｙ軸方向における第１端部４１１と第３端部４２１との間の距離が、第２端部４１２と第４端部４２２との間の距離よりも大きい状態（状態２）が実現されることにより、Ｙ軸方向における第２端部４１２と第４端部４２２との間隔を狭くすることができる。同様に、第６端部４３２と、第８端部４４２との間隔を狭くすることができる。第１０端部４５２と、第１２端部４６２との間隔を狭くすることができる。第１４端部４７２と、第１６端部４８２との間隔を狭くすることができる。
　このように本実施の形態における半導体モジュール１は、上記状態１および状態２が両方実現されている。そのため、本実施の形態における半導体モジュール１によれば、補助端子部品４０の搭載面積を減らし、半導体モジュール１をコンパクト化することができる。
　上記実施の形態では、素子５０は、第２の素子５３である温度センサを含む。補助端子部品４０である第３部品４３および第５部品４５は、温度センサに電気的に接続される。このようにすることで、温度センサを含む半導体モジュール１のコンパクト化が可能となる。
　なお、上記実施の形態では、半導体モジュール１のＺ軸方向に見た平面視での形状が長方形状である場合について説明したが、半導体モジュール１の形状はこれに限られるものではなく、用途等を考慮して種々の形状を採用することができる。
　上記実施の形態では、基板１０の外縁１２の形状が長方形状である場合について説明したが、基板１０の外縁１２の形状はこれに限られず、基板１０上に配置される部品の配置の容易性や、周囲の部品の配置等を考慮して、種々の形状を採用することができる。
　上記実施の形態では、素子５０がＭＯＳＦＥＴである第１の素子５１、５２を含む場合について説明したが、素子５０はこれに限られず、ＳＢＤ（Ｓｃｈｏｔｔｋｙ Ｂａｒｒｉｅｒ Ｄｉｏｄｅ）を含んでもよい。なお、素子５０は、ＭＯＳＦＥＴと、ＳＢＤとを含んでもよい。上記実施の形態では、素子５０は温度センサである第２の素子５３を含む場合について説明したが、素子５０はこれに限られず、電流を検知する電流センサ、または電位を検知する電位センサを含んでもよい。なお、素子５０は、温度センサと、電流センサと、電位センサとを含んでもよい。
　上記実施の形態では、補助端子部品４０は、基板１０の位置から見て、第２の主端子部品３２が配置される側とは反対側に配置される構成としたが、本願の半導体モジュール１はこれに限らず、種々の構成を採用することができる。
　上記実施の形態では、補助端子部品４０は、第１部品４１および第２部品４２と、第３部品４３および第４部品４４と、第５部品４５および第６部品４６と、第７部品４７および第８部品４８とを含む場合について説明したが、補助端子部品４０はこれに限られるものではなく、用途等を考慮して種々の構成を採用することができる。
　本実施の形態においては、状態１および状態２が両方実現されている状態を示したが、これに限られず、状態１または状態２の少なくともいずれか一方が実現されるようにしてもよい。
　今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、どのような面からも制限的なものではないと理解されるべきである。本発明の範囲は上記した意味ではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲およびそれと均等の範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
１ 半導体モジュール
１０ 基板
１１ 第１の主面
１２ 外縁
１５ 回路
２０ 導電領域
２０１ 第１の導電領域
２０２ 第２の導電領域
２０３ 第３の導電領域
２０４ 第４の導電領域
２０５ 第５の導電領域
２０６ 第６の導電領域
２０７ 第７の導電領域
２２１ 第１導電領域
２２２ 第２導電領域
２２３ 第３導電領域
２２４ 第４導電領域
３０ 主端子部品
３１ 第１の主端子部品
３２ 第２の主端子部品
３３ 第３の主端子部品
４０ 補助端子部品
４１ 第１部品
４１１ 第１端部
４１１Ａ Ｙ軸方向中央部分
４１２ 第２端部
４１２Ａ Ｙ軸方向中央部分
４１３ 第１板状部
４１４ 第１棒状部
４２ 第２部品
４２１ 第３端部
４２１Ａ Ｙ軸方向中央部分
４２２ 第４端部
４２２Ａ Ｙ軸方向中央部分
４２３ 第２板状部
４２４ 第２棒状部
４３ 第３部品
４３１ 第５端部
４３２ 第６端部
４４ 第４部品
４４１ 第７端部
４４２ 第８端部
４５ 第５部品
４５１ 第９端部
４５２ 第１０端部
４６ 第６部品
４６１ 第１１端部
４６２ 第１２端部
４７ 第７部品
４７１ 第１３端部
４７２ 第１４端部
４８ 第８部品
４８１ 第１５端部
４８２ 第１６端部
５０ 素子
５１，５２ 第１の素子
５１１ 第１ソース電極
５１２ 第１ゲート電極
５１３ 第１ソースパッド
５１４ 第１センスパッド
５２１ 第２ソース電極
５２２ 第２ゲート電極
５２３ 第２ソースパッド
５２４ 第２センスパッド
５３ 第２の素子
５３１ 第１の電極
５３２ 第２の電極
６０ 容器
７０ ワイヤ

Claims (7)

  1. 　主面上に素子を含む回路が形成された基板と、
    　前記回路と電気的に接続され、第１の電流を流すことが可能な補助端子部品と、
    　前記回路と電気的に接続され、前記第１の電流よりも大きい第２の電流を流すことが可能な主端子部品と、を備え、
    　前記補助端子部品は、第１部品と、第２部品と、を含み、
    　前記第１部品は、前記基板側に位置する第１端部と、前記基板から離れた側に位置する第２端部と、を含み、
    　前記第２部品は、前記基板側に位置する第３端部と、前記基板から離れた側に位置する第４端部と、を含み、
    　前記主面に垂直な方向において、前記第１端部と前記第３端部との高さが異なる状態、および平面視において、前記基板の外縁のうち前記第１端部および前記第３端部に対向する領域での前記外縁の延在方向における前記第１端部と前記第３端部との間の距離が、前記第２端部と前記第４端部との間の距離よりも大きい状態のうち少なくともいずれか一方が実現されている、半導体モジュール。
  2. 　前記主面に垂直な方向において、前記第１端部と前記第３端部との高さが異なる状態、および平面視において、前記基板の外縁のうち前記第１端部および前記第３端部に対向する領域での前記外縁の延在方向における前記第１端部と前記第３端部との間の距離が、前記第２端部と前記第４端部との間の距離よりも大きい状態の両方が実現されている、請求項１に記載の半導体モジュール。
  3. 　平面視において、前記基板の外縁のうち前記第１端部および前記第３端部に対向する領域での前記外縁の延在方向に垂直な方向における前記第１端部の位置と前記第３端部の位置とは異なる、請求項１または請求項２に記載の半導体モジュール。
  4. 　前記素子は、温度センサを含み、
    　前記補助端子部品は、前記温度センサに電気的に接続される、請求項１～請求項３のいずれか１項に記載の半導体モジュール。
  5. 　前記素子は、電流センサを含み、
    　前記補助端子部品は、前記電流センサに電気的に接続される、請求項１～請求項３のいずれか１項に記載の半導体モジュール。
  6. 　前記素子は、電位センサを含み、
    　前記補助端子部品は、前記電位センサに電気的に接続される、請求項１～請求項３のいずれか１項に記載の半導体モジュール。
  7. 　前記回路は、前記補助端子部品と電気的に接続される複数の導電領域をさらに含み、
    　前記複数の導電領域は、前記第１端部と電気的に接続される第１導電領域と、前記第３端部と電気的に接続される第２導電領域と、を含み、
    　平面視において、前記基板の外縁のうち前記第１端部および前記第３端部に対向する領域での前記外縁の延在方向に垂直な方向における前記第１導電領域の位置と、前記第２導電領域の位置とは異なる、請求項１～請求項６のいずれか１項に記載の半導体モジュール。
PCT/JP2018/018378 2017-09-15 2018-05-11 半導体モジュール WO2019053942A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/644,996 US20200203327A1 (en) 2017-09-15 2018-05-11 Semiconductor module
JP2019541638A JPWO2019053942A1 (ja) 2017-09-15 2018-05-11 半導体モジュール

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017177869 2017-09-15
JP2017-177869 2017-09-15

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019053942A1 true WO2019053942A1 (ja) 2019-03-21

Family

ID=65723347

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2018/018378 WO2019053942A1 (ja) 2017-09-15 2018-05-11 半導体モジュール

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20200203327A1 (ja)
JP (1) JPWO2019053942A1 (ja)
WO (1) WO2019053942A1 (ja)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09232512A (ja) * 1996-02-22 1997-09-05 Hitachi Ltd パワー半導体モジュール
JP2006310377A (ja) * 2005-04-26 2006-11-09 Nissan Motor Co Ltd 半導体装置
JP2009064852A (ja) * 2007-09-05 2009-03-26 Okutekku:Kk 半導体装置及び半導体装置の製造方法
JP2014138480A (ja) * 2013-01-16 2014-07-28 Toyota Industries Corp 半導体モジュールおよびインバータモジュール

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1116937A (ja) * 1997-06-24 1999-01-22 Hitachi Ltd パワー半導体モジュールの端子構造

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09232512A (ja) * 1996-02-22 1997-09-05 Hitachi Ltd パワー半導体モジュール
JP2006310377A (ja) * 2005-04-26 2006-11-09 Nissan Motor Co Ltd 半導体装置
JP2009064852A (ja) * 2007-09-05 2009-03-26 Okutekku:Kk 半導体装置及び半導体装置の製造方法
JP2014138480A (ja) * 2013-01-16 2014-07-28 Toyota Industries Corp 半導体モジュールおよびインバータモジュール

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2019053942A1 (ja) 2020-10-15
US20200203327A1 (en) 2020-06-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6923769B2 (ja) スイッチングデバイス
US9370113B2 (en) Power semiconductor module with current sensor
EP2690658B1 (en) Power semiconductor module and power unit device
US9952273B2 (en) Compound semiconductor device including a sensing lead
US10297533B2 (en) Semiconductor device
US20200013703A1 (en) Semiconductor device
JP6245377B2 (ja) 半導体装置及びバスバー
JP2014120657A (ja) 半導体装置
US9748166B2 (en) Semiconductor devices including control and load leads of opposite directions
JP2011199162A (ja) 半導体装置
JP2009218475A (ja) 出力制御装置、ならびに、これを用いたａｃ／ｄｃ電源装置及び回路装置
JP2010287737A (ja) 半導体装置
US10438872B2 (en) Semiconductor device and lead frame
JPWO2017060944A1 (ja) 電子制御装置
US10699987B2 (en) SMD package with flat contacts to prevent bottleneck
JP2005142189A (ja) 半導体装置
JP2018074088A (ja) 半導体装置
US10229884B2 (en) Semiconductor device
US20210013183A1 (en) Semiconductor module
JP5880664B1 (ja) 半導体装置
WO2019053942A1 (ja) 半導体モジュール
JP2020184561A (ja) 半導体装置
JP7481343B2 (ja) 半導体装置
US10426028B2 (en) Printed circuit board with insulated metal substrate made of steel
CN104272454A (zh) 半导体模块以及半导体装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18857105

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2019541638

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 18857105

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1