WO2019203139A1 - 半導体装置 - Google Patents

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茂 平田
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    • H01L2924/10251Elemental semiconductors, i.e. Group IV
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    • H01L2924/13091Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor [MOSFET]
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    • H01L2924/15Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/181Encapsulation
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P27/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/04Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
    • H02P27/06Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters
    • H02P27/08Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters with pulse width modulation

Definitions

  • the present disclosure relates to a semiconductor device used for drive control of an electric motor, for example.
  • a semiconductor device used for motor drive control includes, for example, a plurality of switching elements (eg, MOSFETs) and an IC for driving these switching elements.
  • Patent Document 1 discloses an example of such a semiconductor device (see FIG. 11). The semiconductor device of this document is used for driving control of a brushless DC motor.
  • the semiconductor device of Patent Document 1 has six switching elements for converting DC power into three-phase AC power. Since these switching elements are arranged in one direction (the x direction shown in FIG. 11), the semiconductor device has a shape extending long in one direction. This still has room for improvement in terms of downsizing the device.
  • an object of the present disclosure is to provide a semiconductor device that contributes to downsizing.
  • a semiconductor device provided by the present disclosure includes: a first lead having a long mounting portion in a first direction; an IC mounted on the mounting portion; and a first lead spaced from the mounting portion in the first direction.
  • a second lead having a strip and a pair of second strips connected to the first strip, wherein the first strip is orthogonal to both the first direction and the thickness direction of the mounting portion.
  • a second lead that is elongated in the second direction, a third lead that is spaced apart from the first lead with the second lead interposed therebetween, and is electrically joined to the third lead and connected to the IC
  • a plurality of first switching elements that are conductive and a plurality of fourth leads that are spaced apart from the second lead with the third lead interposed therebetween, and a plurality of the plurality of first switching elements that are electrically connected to the plurality of first switching elements, respectively.
  • a fourth lead and the plurality of fourth leads A plurality of second switching elements that are electrically joined to each other, each of the plurality of second switching elements being electrically connected to both the IC and the second lead, the plurality of fourth leads, and the first lead.
  • the mounting portion overlaps the first belt-shaped portion when viewed in the first direction, and at least a part of the mounting portion is located between the pair of second belt-shaped portions.
  • the first lead includes a first terminal portion, a first connecting portion, and a first suspension portion, and the first terminal portion extends from the sealing resin in the first direction in the thickness direction view.
  • the first connecting portion is connected to the mounting portion and the first terminal portion, and the first suspension portion is configured to reference the mounting portion in the second direction with respect to the first connecting portion. And extends from the mounting portion in the second direction.
  • the first connecting portion and the first suspension portion are disposed in a direction away from the first strip portion of the second lead with respect to the pair of second strip portions.
  • the first connecting portion has a region inclined with respect to both the first direction and the second direction.
  • the second lead includes a second terminal portion projecting from the sealing resin in the first direction as viewed in the thickness direction, one of the pair of second strip portions, and the second terminal portion.
  • a second connecting portion to be connected; and a second suspension portion extending in the second direction from the other of the pair of second belt-shaped portions.
  • the second connecting part is located next to the first connecting part in the second direction
  • the second hanging part is located next to the first hanging part in the first direction.
  • the second terminal portion is located next to the first terminal portion in the second direction.
  • the second connecting portion has a region inclined with respect to both the first direction and the second direction.
  • the third lead protrudes from the sealing resin in the first direction when viewed in the thickness direction, and a plurality of first pad portions to which the plurality of first switching elements are electrically joined, respectively.
  • the plurality of first pad portions are a first region located next to the second suspension portion in the first direction, and a second region located next to the first strip portion in the first direction. And a third region located next to the second connecting portion in the first direction, and the third connecting portion includes an outer connecting portion that connects the first region and the third terminal portion, A first inner connecting portion that connects the first region and the second region; and a second inner connecting portion that connects the second region and the third region.
  • One belt-like portion overlaps the second region, the first inner connecting portion, and the second inner connecting portion, and a part of each of the pair of second belt-like portions is the first inner connecting portion and the second inner connecting portion. Located between the parts.
  • the third lead has a third suspension portion extending from the third region in the second direction.
  • a part of the second region protrudes from both the first inner connecting portion and the second inner connecting portion in the first direction.
  • each of the first inner connecting portion and the second inner connecting portion has a belt-like region extending from the second region in the second direction, and the length of the belt-like region of the first inner connecting portion. Is shorter than the length of the band-like region of the second inner connecting portion.
  • each of the plurality of fourth leads is connected to the second pad portion to which one of the plurality of second switching elements is electrically joined, and connected to the second pad portion, and when viewed in the thickness direction.
  • a fourth terminal portion protruding in the first direction from the sealing resin, and the plurality of fourth terminal portions are arranged in the second direction together with the third terminal portion.
  • a part of any of the plurality of second pad portions overlaps the first region in the first direction view and is located between the outer connecting portion and the first inner connecting portion.
  • the sealing resin has a pair of side surfaces that are spaced apart from each other in the second direction, and the end surfaces of the first suspension unit and the second suspension unit are exposed from one of the pair of side surfaces, An end surface of the third suspension portion is exposed from the other of the pair of side surfaces.
  • the IC when viewed in the thickness direction, has a strip shape extending in the first direction.
  • FIG. 1 is a perspective view of a semiconductor device based on a first embodiment.
  • FIG. 2 is a plan view of the semiconductor device shown in FIG. 1.
  • FIG. 2 is a plan view of the semiconductor device shown in FIG. 1 (through a sealing resin). It is a figure which shows a part of structure shown in FIG.
  • FIG. 2 is a front view of the semiconductor device shown in FIG. 1.
  • FIG. 2 is a rear view of the semiconductor device shown in FIG. 1.
  • FIG. 2 is a right side view of the semiconductor device shown in FIG. 1.
  • FIG. 2 is a left side view of the semiconductor device shown in FIG. 1.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line IX-IX in FIG. 3.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line XX in FIG. 3.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line XX in FIG. 3.
  • FIG. 4 is a sectional view taken along line XI-XI in FIG. 3.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line XII-XII in FIG. 3.
  • FIG. 4 is a sectional view taken along line XIII-XIII in FIG. 3.
  • FIG. 4 is a partial cross-sectional view taken along line XIV-XIV in FIG. 3.
  • FIG. 4 is a partial cross-sectional view taken along line XV-XV in FIG. 3.
  • FIG. 2 is a functional block diagram of the semiconductor device shown in FIG. 1. It is a top view (penetrating sealing resin) of a semiconductor device based on a 2nd embodiment.
  • FIG. 18 is a front view of the semiconductor device shown in FIG. 17.
  • FIG. 18 is a front view of the semiconductor device shown in FIG. 17.
  • FIG. 18 is a rear view of the semiconductor device shown in FIG. 17.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view taken along line XX-XX in FIG.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view taken along line XXI-XXI in FIG.
  • FIG. 18 is a sectional view taken along line XXII-XXII in FIG.
  • FIG. 18 is a circuit diagram illustrating the semiconductor device shown in FIG. 17.
  • the semiconductor device A10 includes a first lead 11, a second lead 12, a third lead 13, a plurality of fourth leads 14, a plurality of boot leads 15, a plurality of control leads 16, an IC 20, a plurality of first switching elements 31, and a plurality of The second switching element 32 and the sealing resin 50 are provided. Further, the semiconductor device A10 includes a plurality of first wires 41, a plurality of second wires 42, a plurality of first gate wires 431, a plurality of second gate wires 432, a plurality of first potential wires 441, and a second potential wire 442.
  • FIG. 3 A plurality of boot wires 45, a ground wire 46 and a plurality of control wires 47.
  • the sealing resin 50 is shown through for convenience of understanding (see a two-dot chain line).
  • 9 to 15 are sectional views taken along one-dot chain lines (IX-IX, XX, etc.) shown in FIG.
  • the direction z is also referred to as a “thickness direction” and is, for example, a direction orthogonal to a mounting portion (described later) of the first lead 11.
  • the direction x and the direction y are orthogonal to the direction z, and are also referred to as “first direction” and “second direction”, respectively.
  • a semiconductor device A20 which will be described later, is also described with reference to the same three directions x, y, and z.
  • the semiconductor device A10 has a function of converting DC power into three-phase AC power by the plurality of first switching elements 31 and the plurality of second switching elements 32.
  • the semiconductor device A10 is used, for example, for driving control of a brushless DC motor.
  • the first lead 11, the second lead 12, the third lead 13, the plurality of fourth leads 14, the plurality of boot leads 15, and the plurality of control leads 16 are conductive members formed of the same lead frame. These conductive members constitute part of a conductive path between each functional element (IC20, the plurality of first switching elements 31 and the plurality of second switching elements 32) and the wiring board on which the semiconductor device A10 is mounted. is doing.
  • the constituent material of the lead frame is copper (Cu) or a copper alloy.
  • the first lead 11 has a mounting portion 111, a first terminal portion 112, a first connecting portion 113, and a first hanging portion 114.
  • the mounting portion 111 extends in the first direction x.
  • the mounting portion 111 has a rectangular shape having a long side along the first direction x.
  • the mounting portion 111 has a main surface 111 ⁇ / b> A that faces the thickness direction z.
  • the main surface 111A is orthogonal to the thickness direction z.
  • Main surface 111A may be covered with a silver (Ag) plating layer, for example.
  • the first terminal portion 112 protrudes from the sealing resin 50 in the first direction x (to the left in the drawing) in the thickness direction z view.
  • the first terminal portion 112 is bent at, for example, two locations as viewed in the second direction y (similar to the second terminal portion 123 of the second lead 12 shown in FIG. 5).
  • the first terminal portion 112 is covered with, for example, a tin (Sn) plating layer or a tin-silver alloy plating layer.
  • the first connecting portion 113 connects the mounting portion 111 and the first terminal portion 112.
  • the first connecting portion 113 has a region 113A inclined with respect to both the first direction x and the second direction y.
  • the surface of first connecting portion 113 (the surface facing the same side as main surface 111A) may be covered with, for example, a silver plating layer.
  • the first suspension part 114 is located on the opposite side of the mounting part 111 from the first connection part 113 in the second direction y.
  • the first suspension part 114 extends in the second direction y.
  • the mounting part 111 is sandwiched between the first connecting part 113 and the first suspension part 114 in the second direction y.
  • the end surface 114A of the first hanging portion 114 facing the second direction y is exposed from the sealing resin 50 (see FIG. 6).
  • the first suspension part 114 and the first connection part 113 are separated from the pair of second belt-like parts 122 ⁇ / b> A and 122 ⁇ / b> B (described later) of the second lead 12 (the second lead 12 has a first part). 1 in a direction away from the belt-like portion 121.
  • the second lead 12 is provided so as to be separated from the first lead 11 and extend along the outer edge of the lead.
  • the second lead 12 is generally disposed on the right side of the first lead 11.
  • the second lead 12 includes a first strip 121, a pair of second strips 122A and 122B, a second terminal 123, a second connecting portion 124, a second suspension 125, and A second auxiliary suspension 126 is provided.
  • the first strip portion 121 is located on the right side of the mounting portion 111.
  • the first strip 121 extends in the second direction y.
  • the mounting portion 111 overlaps the first belt-like portion 121 when viewed in the first direction x. That is, for example, with reference to the bottom surface of the sealing resin 50, the mounting portion 111 and the first belt-like portion 121 are at the same height position.
  • the pair of second strip portions 122A and 122B extends to the left from both ends 121A of the first strip portion 121 (separated from each other in the second direction y).
  • the first strip 121 and the second strips 122A and 122B are orthogonal to each other when viewed in the thickness direction z.
  • At least a part of the mounting portion 111 is located between the pair of second strip portions 122A and 122B.
  • belt-shaped parts 122A and 122B may be covered with the silver plating layer, for example.
  • the second terminal portion 123 protrudes to the left from the sealing resin 50 in the thickness direction z view.
  • the second terminal portion 123 is bent in the second direction y view. Specifically, the second terminal portion 123 bends at a first point separated from the side surface of the sealing resin 50 by a predetermined distance and extends obliquely downward, and then bends at a second point to be substantially horizontal. It extends in (direction x).
  • the second terminal portion 123 is located next to the first terminal portion 112 in the second direction y.
  • the second terminal portion 123 is covered with a tin plating layer, a tin-silver alloy plating layer, or the like.
  • the second connecting portion 124 connects the second strip portion 122 ⁇ / b> A and the second terminal portion 123.
  • the second connecting portion 124 is located on the left side of the pair of second strip portions 122A and 122B.
  • the second connecting part 124 is located next to the first connecting part 113.
  • the second connecting portion 124 has a region 124A inclined with respect to both the first direction x and the second direction y.
  • the surface (the surface shown in FIG. 3) of the second connecting portion 124 may be covered with, for example, a silver plating layer.
  • the second suspension part 125 extends in the second direction y from the second belt-like part 122B.
  • the first direction x at least a part of the second suspension portion 125 is located on the left side of the pair of second strip portions 122A and 122B.
  • the second suspension part 125 is located next to the first suspension part 114. 125 A of end surfaces of the 2nd suspension part 125 which face the 2nd direction y are exposed from the sealing resin 50 (refer FIG. 6).
  • the 2nd connection part 124 has a part extended in parallel with the 1st direction x, and the 2nd auxiliary
  • the end surface 126A of the second auxiliary suspension 126 facing the second direction y is exposed from the sealing resin 50 (see FIG. 5).
  • the third lead 13 is arranged on the right side of the second lead 12 as shown in FIG.
  • the third lead 13 includes a plurality of first pad portions 130, a third terminal portion 132, a third connection portion 133, a third suspension portion 134, and a third auxiliary suspension portion 135.
  • three first pad portions 130 are provided.
  • a plurality of first switching elements 31 are electrically joined to the plurality of first pad portions 130, respectively.
  • each of the plurality of first pad portions 130 has a main surface 130 ⁇ / b> A facing upward (a direction in which the main surface 111 ⁇ / b> A of the mounting portion 111 faces in the thickness direction z).
  • Main surface 130A may be covered with, for example, a silver plating layer.
  • the plurality of first pad portions 130 include a plurality of regions. In the example shown in FIG. 3, a first area 131A, a second area 131B, and a third area 131C are provided.
  • the first region 131 ⁇ / b> A is disposed near the second suspension part 125. In the first direction x, at least a part of the first region 131A is located next to the second suspension part 125. In the second direction y, the first region 131A is located next to the second strip portion 122B. As shown in FIGS. 3 and 10, the first region 131 ⁇ / b> A is provided with a pair of holes 130 ⁇ / b> B penetrating in the thickness direction z. The pair of holes 130 ⁇ / b> B are spaced apart from each other with the first switching element 31 in between in the second direction y. As shown in FIGS.
  • a plurality of grooves 130 ⁇ / b> C that are recessed from the main surface 130 ⁇ / b> A are formed in the first region 131 ⁇ / b> A.
  • the plurality of grooves 130 ⁇ / b> C are arranged around the first switching element 31 so as to be separated from each other.
  • the plurality of grooves 130C can be formed by, for example, V-notch processing.
  • the plurality of groove portions 130C have a function of blocking the solder for joining the first switching element 31 to the first region 131A.
  • the second region 131B is located next to the first strip 121 of the second lead 12 in the first direction x.
  • a groove 130C is formed in the second region 131B.
  • the groove 130 ⁇ / b> C is located on the right side of the first switching element 31.
  • the third region 131C is located next to the second connecting portion 124 of the second lead 12 in the first direction x.
  • the third region 131C is located next to the second strip portion 122A of the second lead 12 in the second direction y.
  • a groove 130C is formed in the third region 131C.
  • the groove 130 ⁇ / b> C is located on the left side of the first switching element 31.
  • the third terminal portion 132 protrudes to the right from the sealing resin 50 in the thickness direction z view. As shown in FIG. 6, the third terminal portion 132 is bent in the second direction y view. The third terminal portion 132 is covered with a tin plating layer or a tin-silver alloy plating layer.
  • the 3rd connection part 133 has connected the some 1st pad part 130 and the 3rd terminal part 132 mutually.
  • the third connecting portion 133 includes an outer connecting portion 133A, a first inner connecting portion 133B, and a second inner connecting portion 133C.
  • the outer connecting portion 133 ⁇ / b> A connects the first region 131 ⁇ / b> A and the third terminal portion 132.
  • the outer connecting portion 133A extends in the first direction x.
  • the first inner connecting portion 133B connects the first region 131A and the second region 131B.
  • the first inner connecting portion 133B includes a first strip region 136A extending from the first region 131A in the first direction x, and a second strip region 137A extending from the second region 131B in the second direction y.
  • Have A groove 133D is provided at the end of the second strip region 137A connected to the second region 131B.
  • the groove part 133 ⁇ / b> D is recessed from the surface of the third coupling part 133.
  • the groove part 133D is formed by the same method as the above-described groove part 130C.
  • the second inner connecting portion 133C connects the second region 131B and the third region 131C.
  • the second inner connecting portion 133C includes a first strip region 136B extending from the third region 131C in the first direction x, and a second strip region 137B extending from the second region 131B in the second direction y.
  • Have Grooves 133D are respectively formed at the end of the first strip region 136B connected to the third region 131C and the end of the second strip region 137B connected to the second region 131B.
  • the length La of the second band-like region 137A of the first inner connecting portion 133B is smaller than the length Lb of the second band-like region 137B of the second inner connecting portion 133C.
  • the third suspension part 134 extends in the second direction y from the third region 131C.
  • the end surface 134A of the third suspension part 134 facing the second direction y is exposed from the sealing resin 50 (see FIG. 5).
  • the end surface 134A has a pair of regions spaced from each other in the first direction x.
  • a plurality of groove portions 134B are formed at the end portion of the third suspension portion 134 connected to the third region 131C.
  • the plurality of groove portions 134B are recessed from the surface of the third suspension portion 134.
  • the plurality of grooves 134B are formed by the same technique as the plurality of grooves 130C.
  • the third auxiliary suspension part 135 extends from the outer connection part 133 ⁇ / b> A in the second direction y.
  • the end surface 135A of the third auxiliary suspension 135 facing the second direction y is exposed from the sealing resin 50 (see FIG. 6).
  • the first strip 121 overlaps the second region 131B, the first inner coupling portion 133B, and the second inner coupling portion 133C in the first direction x view.
  • a part of each of the pair of second strip portions 122A and 122B is located between the first inner connecting portion 133B and the second inner connecting portion 133C.
  • the plurality of fourth leads 14 are located on the right side of the third lead 13 as shown in FIG.
  • Each of the plurality of fourth leads 14 includes a second pad portion 141 and a fourth terminal portion 142.
  • the second switching element 32 is electrically joined to each second pad portion 141.
  • the second pad portion 141 has a main surface 141A.
  • Main surface 130A may be covered with, for example, a silver plating layer.
  • each fourth terminal portion 142 protrudes from the sealing resin 50 to the right in the thickness direction z view.
  • Each fourth terminal portion 142 is connected to the corresponding second pad portion 141.
  • the plurality of fourth terminal portions 142 are arranged in the second direction y together with the third terminal portions 132.
  • Each fourth terminal portion 142 is bent in the second direction y as in the case of the first to third terminal portions (see FIGS. 5 and 6).
  • Each fourth terminal portion 142 is covered with a tin plating layer, a tin-silver alloy plating layer, or the like.
  • the plurality of fourth leads 14 includes a U-phase lead 14A, a V-phase lead 14B, and a W-phase lead 14C.
  • a part of the second pad portion 141 of the U-phase lead 14A overlaps the first region 131A when viewed in the first direction x.
  • a part of the second pad portion 141 of the U-phase lead 14A is located between the outer connecting portion 133A and the first inner connecting portion 133B.
  • the second pad portion 141 of the U-phase lead 14A is provided with a hole 141B penetrating in the thickness direction z.
  • the hole 141 ⁇ / b> B is located on the right side of the second switching element 32.
  • the second pad portion 141 of the U-phase lead 14A is formed with a plurality of groove portions 141C that are recessed from the main surface 141A.
  • the plurality of groove portions 141 ⁇ / b> C are located around the second switching element 32.
  • the plurality of groove portions 141C are formed by the same method as the plurality of groove portions 130C.
  • the second pad portion 141 of the V-phase lead 14B is located next to the second inner connecting portion 133C in the first direction x.
  • a plurality of groove portions 141C are formed in the second pad portion 141 of the V-phase lead 14B.
  • the plurality of groove portions 141 ⁇ / b> C are located around the second switching element 32.
  • the second pad portion 141 of the W-phase lead 14C is located next to both the third region 131C and the third suspension portion 134 in the first direction x. Further, the second pad portion 141 of the W-phase lead 14C is positioned next to the second inner connecting portion 133C in the second direction y. A plurality of groove portions 141C are formed in the second pad portion 141 of the W-phase lead 14C. The plurality of groove portions 141 ⁇ / b> C are located around the second switching element 32.
  • the plurality of boot leads 15 are located on the right side of the third lead 13 as shown in FIG. Each of the boot leads 15 is located next to the corresponding fourth lead 14 in the second direction y. Each boot lead 15 has a boot connection portion 151 and a boot terminal portion 152.
  • each boot connection portion 151 is arranged so as to overlap each second pad portion 141 in the second direction y.
  • the surface of each boot connection part 151 may be covered with a silver plating layer, for example.
  • each boot terminal portion 152 protrudes to the right from the sealing resin 50 in the thickness direction z view.
  • Each boot terminal unit 152 is connected to a corresponding boot connection unit 151.
  • the plurality of boot terminal portions 152 are arranged in the second direction y together with the third terminal portion 132 and the plurality of fourth terminal portions 142.
  • Each boot terminal portion 152 is bent in the second direction y as in the first to fourth terminal portions.
  • Each boot terminal portion 152 is covered with a tin plating layer, a tin-silver alloy plating layer, or the like.
  • the plurality of control leads 16 are located on the left side of the first lead 11 as shown in FIG.
  • Each control lead 16 has a control connection portion 161 and a control terminal portion 162.
  • the mounting portion 111 has a portion protruding to the left in the first direction x with respect to the region 113 ⁇ / b> A of the first connecting portion 113 and the first hanging portion 114.
  • the plurality of control connection portions 161 are arranged so as to be separated from each other along a substantially arc-shaped curve (or a broken line) and to face the protruding portion of the mounting portion 111.
  • the surface of each control connection part 161 may be covered with a silver plating layer, for example.
  • each control terminal portion 162 protrudes leftward from the sealing resin 50 as viewed in the thickness direction z.
  • Each control terminal unit 162 is connected to a corresponding control connection unit 161.
  • the plurality of control terminal portions 162 are arranged in the second direction y together with the first terminal portion 112 and the second terminal portion 123.
  • Each control terminal portion 162 is bent in the second direction y as shown in FIG. 6, similarly to the other terminal portions.
  • the control terminal portion 162 is covered with a tin plating layer, a tin-silver alloy plating layer, or the like.
  • the IC 20 is mounted on the mounting portion 111 as shown in FIGS. 3, 9 and 10.
  • the IC 20 includes, for example, a controller circuit 21 and a driver circuit 22 (see FIG. 16).
  • the controller circuit 21 controls the driver circuit 22.
  • the driver circuit 22 outputs a gate voltage for driving the plurality of first switching elements 31 and the plurality of second switching elements 32.
  • the IC 20 extends in the first direction x when viewed in the thickness direction z.
  • a plurality of electrodes 20 ⁇ / b> A are provided on the surface of the IC 20. Each electrode 20A is electrically connected to either the controller circuit 21 or the driver circuit 22. As shown in FIG.
  • each electrode 20A is made of, for example, aluminum (Al).
  • the semiconductor device A ⁇ b> 10 includes a bonding layer 29.
  • the bonding layer 29 is interposed between the main surface 111A of the mounting portion 111 and the IC 20.
  • the bonding layer 29 is made of, for example, a silver paste.
  • the silver paste is obtained by mixing silver fine particles with, for example, an epoxy resin.
  • IC 20 is bonded to main surface 111 ⁇ / b> A by bonding layer 29.
  • the plurality of first switching elements 31 are individually and electrically joined to the main surfaces 130A of the plurality of first pad portions 130 (third leads 13), as shown in FIGS. Thereby, in the semiconductor device A10, the first switching element 31 is electrically joined to each of the first region 131A, the second region 131B, and the third region 131C.
  • the plurality of first switching elements 31 are individually connected to the plurality of second pad portions 141 (fourth leads 14).
  • the plurality of first switching elements 31 are MOSFETs (Metal-Oxide-Semiconductor-Field-Effect-Transistors) mainly composed of silicon (Si) or silicon carbide (SiC).
  • each first switching element 31 includes a first element main surface 31 ⁇ / b> A, a first element back surface 31 ⁇ / b> B, a first main surface electrode 311, a first back electrode 312, and a first gate electrode 313.
  • the first element main surface 31A and the first element back surface 31B face away from each other in the thickness direction z.
  • the first main surface electrode 311 is provided on the first element main surface 31A.
  • the first main surface electrode 311 is a source electrode of the first switching element 31.
  • the first back electrode 312 is provided so as to cover the entire first element back surface 31B.
  • the first back electrode 312 is a drain electrode of the first switching element 31.
  • the first gate electrode 313 is provided on the first element main surface 31A.
  • the first gate electrode 313 is a gate electrode of the first switching element 31.
  • the area of the first gate electrode 313 is smaller than the area of the first main surface electrode 311.
  • the plurality of second switching elements 32 are individually and electrically joined to the main surface 141A of the plurality of second pad portions 141 (fourth leads 14), as shown in FIGS. Thereby, in the semiconductor device A10, the second switching element 32 is electrically joined to each of the U-phase lead 14A, the V-phase lead 14B, and the W-phase lead 14C. The plurality of second switching elements 32 are electrically connected to the second lead 12. The plurality of second switching elements 32 are the same semiconductor elements as the plurality of first switching elements 31. As shown in FIG.
  • each second switching element 32 includes a second element main surface 32 ⁇ / b> A, a second element back surface 32 ⁇ / b> B, a second main surface electrode 321, a second back electrode 322, and a second gate electrode 323.
  • the second element main surface 32A and the second element back surface 32B face opposite sides in the thickness direction z.
  • the second main surface electrode 321 is provided on the second element main surface 32A.
  • the second main surface electrode 321 is a source electrode of the second switching element 32.
  • the second back surface electrode 322 is provided so as to cover the entire second element back surface 32B.
  • the second back electrode 322 is a drain electrode of the second switching element 32.
  • the second gate electrode 323 is provided on the second element main surface 32A.
  • the second gate electrode 323 is a gate electrode of the second switching element 32.
  • the area of the second gate electrode 323 is smaller than the area of the second main surface electrode 321.
  • the semiconductor device A 10 includes a plurality of conductive bonding layers 39. Some of the plurality of conductive bonding layers 39 are individually interposed between the main surfaces 130 ⁇ / b> A of the plurality of first pad portions 130 and the first back surface electrodes 312 of the plurality of first switching elements 31. The other plurality of conductive bonding layers 39 are individually interposed between the main surfaces 141A of the plurality of second pad portions 141 and the second back surface electrodes 322 of the plurality of second switching elements 32. The plurality of first switching elements 31 are individually and electrically bonded to the plurality of main surfaces 130 ⁇ / b> A by the plurality of conductive bonding layers 39.
  • the plurality of first back electrodes 312 are electrically connected to the third lead 13.
  • the plurality of second switching elements 32 are individually and electrically bonded to the plurality of main surfaces 141 ⁇ / b> A by the plurality of conductive bonding layers 39.
  • the plurality of second back surface electrodes 322 are electrically connected to the plurality of fourth leads 14.
  • the plurality of conductive bonding layers 39 are, for example, lead-free solder mainly composed of tin.
  • the plurality of first wires 41 are individually connected to the first main surface electrodes 311 of the plurality of first switching elements 31 and the plurality of second pad portions 141, as shown in FIG.
  • the plurality of fourth leads 14 are individually connected to the plurality of first switching elements 31 by the plurality of first wires 41.
  • the constituent materials of the plurality of first wires 41 are, for example, gold (Au), copper, silver, and aluminum.
  • the plurality of second wires 42 are individually connected to the second main surface electrodes 321 of the plurality of second switching elements 32 and the second lead 12 (a pair of second strip portions 122A and 122B). Is done.
  • the plurality of second switching elements 32 are electrically connected to the second lead 12 by the plurality of second wires 42.
  • the constituent materials of the plurality of second wires 42 are, for example, gold, copper, silver, and aluminum.
  • a plurality of first gate wires 431, a plurality of second gate wires 432, a plurality of first potential wires 441, a second potential wire 442, a plurality of boot wires 45, a ground wire 46 and a plurality of control wires 47 are shown in FIG. As shown, all are individually connected to a plurality of electrodes 20A of the IC 20.
  • the constituent materials of these wires are, for example, gold, copper, silver and aluminum.
  • each of the plurality of first wires 41 and the plurality of second wires 42 has a plurality of first gate wires 431, a plurality of second gate wires 432, a plurality of first potential wires 441, and a second potential.
  • the diameter of each of the wire 442, the plurality of boot wires 45, the ground wire 46, and the plurality of control wires 47 is larger. This is because in the semiconductor device A10, the currents flowing through the plurality of first wires 41 and the plurality of second wires 42 are larger than the currents flowing through the other plurality of wires. Even when the constituent material of the plurality of wires in the semiconductor device A10 is other than aluminum (gold, copper, silver, etc.), the diameters of the plurality of first wires 41 and the plurality of second wires 42 are set to other values. It may be larger than the diameter of the wire.
  • the constituent materials of the plurality of first wires 41, the plurality of second wires 42, the second potential wires 442, the plurality of boot wires 45, the ground wire 46, and the plurality of control wires 47 are copper, and a plurality of The constituent material of the first gate wire 431, the plurality of second gate wires 432, and the plurality of first potential wires 441 may be gold.
  • the wire constituent material may be not only one type but also a plurality of types.
  • the plurality of first gate wires 431 are individually connected to the plurality of electrodes 20 ⁇ / b> A of the IC 20 and the first gate electrodes 313 of the plurality of first switching elements 31.
  • the plurality of first gate electrodes 313 are electrically connected to the driver circuit 22 of the IC 20 by the plurality of first gate wires 431 (see FIG. 16).
  • the gate voltage output from the driver circuit 22 is individually applied to the plurality of first gate electrodes 313 via the plurality of first gate wires 431.
  • the plurality of second gate wires 432 are individually connected to the plurality of electrodes 20 ⁇ / b> A of the IC 20 and the second gate electrodes 323 of the plurality of second switching elements 32.
  • the plurality of second gate electrodes 323 are electrically connected to the driver circuit 22 of the IC 20 by the plurality of second gate wires 432 (see FIG. 16).
  • the gate voltage output from the driver circuit 22 is individually applied to the plurality of second gate electrodes 323 via the plurality of second gate wires 432.
  • the plurality of first potential wires 441 are individually connected to the plurality of electrodes 20 ⁇ / b> A of the IC 20 and the first main surface electrodes 311 of the plurality of first switching elements 31.
  • the plurality of first main surface electrodes 311 are electrically connected to the driver circuit 22 of the IC 20 by the plurality of first potential wires 441 (see FIG. 16).
  • the plurality of first main surface electrodes 311 are individually connected to the plurality of fourth leads 14.
  • the negative potential of the gate power source that generates the gate voltage for driving the plurality of first switching elements 31 is different for each of the plurality of first switching elements 31.
  • the gate voltage is required to be higher than the gate voltage for driving the plurality of second switching elements 32.
  • the gate power supply that generates the gate voltage includes a plurality of capacitors C that are electrically connected to the semiconductor device A10 shown in FIG.
  • the plurality of capacitors C individually correspond to the plurality of first switching elements 31.
  • the plurality of first potential wires 441 transmit the negative potentials of the plurality of capacitors C to the driver circuit 22 of the IC 20.
  • the second potential wire 442 is connected to the electrode 20 ⁇ / b> A of the IC 20 and the second lead 12.
  • the second principal surface electrodes 321 of the plurality of second switching elements 32 are electrically connected to the controller circuit 21 of the IC 20 through the plurality of second wires 42, the second lead 12, and the second potential wire 442 (FIG. 16). reference).
  • the gate power supply is included in the power supply for driving the IC 20.
  • the second potential wire 442 transmits the potential at the second main surface electrode 321 of the plurality of second switching elements 32 to the controller circuit 21 of the IC 20.
  • the source current flowing from the plurality of second switching elements 32 is detected in the controller circuit 21 via the second potential wire 442.
  • the plurality of boot wires 45 are individually connected to the plurality of electrodes 20 ⁇ / b> A of the IC 20 and the plurality of boot connection portions 151.
  • the plurality of boot leads 15 are electrically connected to the driver circuit 22 of the IC 20 through the plurality of boot wires 45 (see FIG. 16).
  • the ground wire 46 is connected to the electrode 20 ⁇ / b> A of the IC 20 and the first connecting portion 113.
  • the first lead 11 is electrically connected to the controller circuit 21 of the IC 20 through the ground wire 46 (see FIG. 16).
  • the plurality of control wires 47 are individually connected to the plurality of electrodes 20 ⁇ / b> A of the IC 20 and the plurality of control connection portions 161.
  • the plurality of control leads 16 are electrically connected to the controller circuit 21 of the IC 20 through the plurality of control wires 47 (see FIG. 16).
  • the sealing resin 50 is provided for each of the first lead 11, the second lead 12, the third lead 13, the plurality of fourth leads 14, the plurality of boot leads 15, and the plurality of control leads 16. Covers the part. As shown in FIG. 3, the sealing resin 50 covers the IC 20, the plurality of first switching elements 31 and the plurality of second switching elements 32.
  • the constituent material of the sealing resin 50 is, for example, a black epoxy resin. As shown in FIGS. 2 and 5 to 8, the sealing resin 50 has a pair of first side surfaces 51A and 51B and a pair of second side surfaces 52A and 52B.
  • the pair of first side surfaces 51A and 51B are separated from each other in the first direction x.
  • the first side surface 51A faces the right side
  • the first side surface 51B faces the left side.
  • the third terminal portion 132, the plurality of fourth terminal portions 142, and the plurality of boot terminal portions 152 protrude from the first side surface 51A to the right in the thickness direction z view.
  • the first terminal portion 112, the second terminal portion 123, and the plurality of control terminal portions 162 protrude leftward from the first side surface 51B in the thickness direction z view.
  • the pair of second side surfaces 52 ⁇ / b> A and 52 ⁇ / b> B are separated from each other in the second direction y.
  • the second side surface 52A faces upward
  • the second side surface 52B faces downward.
  • the end surface 114 ⁇ / b> A of the first suspension portion 114, the end surface 125 ⁇ / b> A of the second suspension portion 125, and the end surface 135 ⁇ / b> A of the third auxiliary suspension portion 135 are exposed from the second side surface 52 ⁇ / b> A.
  • the end surface 126A of the second auxiliary suspension 126, the end surface 134A of the third suspension 134, and the end surface 141D of the second pad 141 (W-phase lead 14C) are exposed from the second side surface 52B. ing.
  • the plurality of fourth terminal portions 142 include a U-phase output terminal 142A, a V-phase output terminal 142B, and a W-phase output terminal 142C.
  • U-phase output terminal 142A refers to fourth terminal portion 142 of U-phase lead 14A.
  • the V-phase output terminal 142B indicates the fourth terminal portion 142 of the V-phase lead 14B.
  • W-phase output terminal 142C refers to fourth terminal portion 142 of W-phase lead 14C.
  • the plurality of control terminal units 162 include a VCC terminal 162A, a VSP terminal 162B, a pair of HU terminals 162C, a pair of HV terminals 162D, a pair of HW terminals 162E, an FGS terminal 162F, an FG terminal 162G, and an RT terminal 162H.
  • the semiconductor device A ⁇ b> 10 is connected with a motor 80 to be driven and controlled.
  • the motor 80 is a brushless DC motor.
  • the motor 80 is electrically connected to the U-phase output terminal 142A, the V-phase output terminal 142B, the W-phase output terminal 142C, the pair of HU terminals 162C, the pair of HV terminals 162D, and the pair of HW terminals 162E.
  • the U-phase output terminal 142A, the V-phase output terminal 142B, and the W-phase output terminal 142C are individually connected to three stators (not shown) of the motor 80.
  • the pair of HU terminals 162 ⁇ / b> C, the pair of HV terminals 162 ⁇ / b> D, and the pair of HW terminals 162 ⁇ / b> E are individually connected to three hall elements (not shown) disposed inside the motor 80.
  • the controller circuit 21 of the IC 20 includes a hall amplifier 211, a triangular wave generator 212, a PWM signal conversion unit 213, an overcurrent protection unit 214, a first voltage drop protection unit 215, and a three-phase distribution logic 216.
  • the hall amplifier 211 is electrically connected to the pair of HU terminals 162C, the pair of HV terminals 162D, and the pair of HW terminals 162E via a plurality of control wires 47.
  • the hall amplifier 211 amplifies the three types of hall voltages output from the hall elements arranged inside the motor 80. These Hall voltages are signals indicating the position of the rotor (not shown) of the motor 80 around the axial direction.
  • the three types of hall voltages amplified by the hall amplifier 211 are input to the three-phase distribution logic 216.
  • the triangular wave generator 212 is electrically connected to the RT terminal 162H through the control wire 47.
  • the triangular wave generator 212 generates a triangular wave based on the signal input to the RT terminal 162H.
  • the triangular wave becomes a carrier signal when the driver circuit 22 is controlled by PWM (Pulse Width Modulation) control.
  • the carrier signal is input to the PWM signal converter 213.
  • the PWM signal converter 213 is electrically connected to the VSP terminal 162B via the control wire 47. From the VSP terminal 162B, a modulation wave signal that is a basis for driving the motor 80 is input. The modulation wave signal is a sine wave signal.
  • the PWM signal conversion unit 213 converts the carrier signal input from the triangular wave generator 212 and the modulation wave signal input from the VSP terminal 162B into a PWM signal that is a pulse wave based on a comparison between the two.
  • the PWM signal is input to the three-phase distribution logic 216.
  • the overcurrent protection unit 214 is electrically connected to the plurality of second switching elements 32 via the second potential wire 442, the second lead 12, and the plurality of second wires 42.
  • the overcurrent protection unit 214 detects source currents flowing through the plurality of second switching elements 32.
  • the overcurrent protection unit 214 generates a signal based on the detection result of the source current. This signal is input to the three-phase distribution logic 216.
  • the first voltage drop protection unit 215 is electrically connected to the VCC terminal 162A via the control wire 47. Power for driving the IC 20 is input to the VCC terminal 162A. For this reason, the potential at the VCC terminal 162A becomes the positive potential of the power source for driving the IC 20.
  • the first voltage drop protection unit 215 prevents the voltage applied from the VCC terminal 162A to the IC 20 from dropping below the threshold value.
  • the three-phase distribution logic 216 converts the PWM signal input from the PWM signal conversion unit 213 into a pair of U-phase signal, a pair of V-phase signals, and a pair of W-phase signals based on the Hall voltage input from the Hall amplifier 211. Distribute to three phases.
  • each of the pair of U-phase signals, the pair of V-phase signals, and the pair of W-phase signals is a 120-degree conduction type rectangular wave signal. Both the phase difference of the V phase signal with respect to the U phase signal and the phase difference of the W phase signal with respect to the V phase signal are 120 degrees.
  • One of the U-phase signal, the V-phase signal, and the W-phase signal is input to the high side region 221A (details will be described later) of the gate driver 221 of the driver circuit 22.
  • the other of the U-phase signal, the V-feed signal, and the W-phase signal is input to the low-side region 221B (details will be described later) of the gate driver 221 of the driver circuit 22.
  • the pair of U-phase signals, the pair of V-phase signals, and the pair of W-phase signals are appropriately adjusted based on the signals input from the overcurrent protection unit 214.
  • the three-phase distribution logic 216 is electrically connected to the first terminal unit 112 through the ground wire 46.
  • the first terminal unit 112 is a ground terminal of the IC 20. For this reason, the electric potential in the 1st terminal part 112 turns into the negative electric potential of the power supply for driving IC20.
  • the three-phase distribution logic 216 is electrically connected to the FG terminal 162G and the FGS terminal 162F via a pair of control wires 47.
  • an FG (Frequency Generator) signal representing the rotation speed of the motor 80 is generated based on the Hall voltage input from the Hall amplifier 211.
  • the FG signal is output to the FG terminal 162G.
  • a command signal for setting the number of pulses of the FG signal output from the FG terminal 162G is input to the FGS terminal 162F.
  • the driver circuit 22 of the IC 20 includes a gate driver 221 and a plurality of second voltage drop protection units 222.
  • the gate driver 221 includes a plurality of first switching elements 31 and a plurality of second switching elements 32 based on a pair of U-phase signals, a pair of V-phase signals, and a pair of W-phase signals input from the three-phase distribution logic 216. Drive each one.
  • the gate driver 221 has a high side region 221A and a low side region 221B.
  • a plurality of drive circuits are configured in the high side region 221A.
  • the plurality of drive circuits in the high-side region 221A individually convert one of these U-phase signal, V-phase signal, and W-phase signal input from the three-phase distribution logic 216 into a plurality of gate voltages.
  • the plurality of gate voltages individually correspond to the positive potentials of the U-phase signal, the V-phase signal, and the W-phase signal.
  • the plurality of gate voltages are applied to the plurality of first switching elements 31 via the plurality of first gate wires 431. Thereby, the plurality of first switching elements 31 are driven.
  • a plurality of drive circuits are configured in the low side region 221B.
  • the plurality of drive circuits in the low-side region 221B individually convert the other signals of the U-phase signal, the V-phase signal, and the W-phase signal input from the three-phase distribution logic 216 into a plurality of gate voltages.
  • the plurality of gate voltages individually correspond to the negative potentials of the U-phase signal, the V-phase signal, and the W-phase signal.
  • the plurality of gate voltages are applied to the plurality of second switching elements 32 via the plurality of second gate wires 432. Thereby, the plurality of second switching elements 32 are driven.
  • the plurality of second voltage drop protection units 222 are individually connected to the plurality of drive circuits configured in the high-side region 221A of the gate driver 221.
  • the plurality of second voltage drop protection units 222 prevent the voltage applied from the plurality of capacitors C to the plurality of drive circuits from dropping below the threshold value.
  • DC power for driving the motor 80 is input to the third terminal portion 132.
  • the current of the DC power input to the third terminal portion 132 flows in the order of the plurality of first switching elements 31, the plurality of first wires 41, the plurality of second switching elements 32, and the plurality of second wires 42, Output from the two-terminal unit 123.
  • the DC power input to the semiconductor device A10 is converted into three-phase AC power of U phase, V phase, and W phase by driving the plurality of first switching elements 31 and the plurality of second switching elements 32. .
  • the U-phase AC power is output from the U-phase output terminal 142A.
  • V-phase AC power is output from V-phase output terminal 142B.
  • the W-phase AC power is output from the W-phase output terminal 142C.
  • the motor 80 is driven and controlled by the three-phase AC power output from the U-phase output terminal 142A, the V-phase output terminal 142B, and the W-phase output terminal 142C.
  • Each of the plurality of capacitors C is electrically connected to both the fourth terminal portion 142 and the boot terminal portion 152 located next to the fourth terminal portion 142 in the second direction y.
  • Each of the plurality of capacitors C is charged by the electric power input to the VCC terminal 162A when the second switching element 32 that conducts to the corresponding first switching element 31 is on.
  • the conductive path from the VCC terminal 162A to the capacitor C is the control wire 47, the resistor R, the diode D, the boot wire 45, and the boot terminal portion 152.
  • the electric power charged in the plurality of capacitors C is supplied to the high side region 221A of the gate driver 221 via the plurality of boot terminal portions 152, the plurality of boot wires 45, and the plurality of second voltage drop protection portions 222. Are individually input to the drive circuit. Note that the plurality of first potential wires 441 described above are individually connected to the plurality of drive circuits.
  • the semiconductor device A10 includes a first lead 11 having a long mounting portion 111 in the first direction x, and a second lead 12 having a first strip 121 and a pair of second strips 122 (122A, 122B).
  • the first strip 121 is offset from the mounting portion 111 in the first direction x and is long in the second direction y.
  • Each second strip 122 extends from a corresponding end 121A of the first strip 121 in the first direction x (to the left in FIG. 3).
  • the mounting portion 111 overlaps the first strip portion 121. At least a part of the mounting portion 111 is located between the pair of second strip portions 122.
  • the outer dimension of the semiconductor device A10 in the second direction y can be made smaller than the conventional dimension while the outer dimension of the semiconductor device A10 in the first direction x is set to a predetermined value. That is, it is possible to reduce the size of the semiconductor device.
  • the first lead 11 includes a first connecting portion 113 (connecting the mounting portion 111 and the first terminal portion 112) and a first hanging portion 114 (relative to the mounting portion 111 in the second direction y). Located on the opposite side). Thereby, in the manufacture of the semiconductor device A10, the mounting portion 111 is supported on both sides in the second direction y. For this reason, when mounting IC20 in the mounting part 111, it can suppress that the mounting part 111 inclines unjustly.
  • the second lead 12 includes a second connecting portion 124 (connecting one second strip portion 122 and the second terminal portion 123) and a second suspension portion 125 (from the other second strip portion 122 in the second direction y). Extending).
  • the first strip 121 and the pair of second strips 122 are supported on both sides in the second direction y. For this reason, when connecting the some 2nd wire 42 to a pair of 2nd strip
  • the first connecting portion 113 is located on the left side in the first direction x with respect to the pair of second strip portions 122.
  • the first connecting portion 113 has a region 113A inclined with respect to both the first direction x and the second direction y. Thereby, it can suppress that the external dimension of semiconductor device A10 in the 1st direction x becomes large too much.
  • the second terminal portion 123 is located next to the first terminal portion 112 in the second direction y, and the second connecting portion 124 is arranged next to the first connecting portion 113.
  • the second connecting portion 124 has a region 124A inclined with respect to both the first direction x and the second direction y. Thereby, the space
  • the third lead 13 is located on the right side in the first direction x with respect to the second lead 12.
  • the plurality of first pad portions 130 of the third lead 13 include a first region 131A, a second region 131B, and a third region 131C.
  • the first region 131A is located next to the second suspension part 125 in the first direction x.
  • the second region 131B is located next to the first strip 121 in the first direction x.
  • the third region 131C is located next to the second coupling part 124 in the first direction x.
  • the plurality of first switching elements 31 can be arranged along the outer peripheral edges of the first belt-like portion 121 and the pair of second belt-like portions 122. This contributes to shortening the external dimension of the semiconductor device A10 in the second direction y.
  • the third connecting portion 133 of the third lead 13 includes a first inner connecting portion 133B (connecting the first region 131A and the second region 131B) and a second inner connecting portion 133C (the second region 131B and the third region 131C). ).
  • the first strip 121 overlaps the second region 131B, the first inner coupling portion 133B, and the second inner coupling portion 133C.
  • a part of each of the pair of second belt-like parts 122 is located between the first inner connecting part 133B and the second inner connecting part 133C.
  • the second region 131B protrudes in the first direction x with respect to the first inner connecting portion 133B and the second inner connecting portion 133C, but the protruding direction is away from the first strip portion 121.
  • belt-shaped part 121 can be shortened.
  • the third connecting portion 133 has an outer connecting portion 133A that connects the first region 131A and the third terminal portion 132.
  • the third lead 13 has a third suspension part 134 extending in the second direction y from the second inner coupling part 133C.
  • the second pad portion 141 of the U-phase lead 14A overlaps the first region 131A when viewed in the first direction x.
  • a part of the second pad portion 141 is located between the outer connecting portion 133A and the first inner connecting portion 133B. Accordingly, the second switching element 32 can be disposed on the right side in the first direction x with respect to the first switching element 31 joined to the first region 131A.
  • the first inner connecting portion 133B has a second belt-like region 137A extending from the second region 131B in the second direction y.
  • 133 C of 2nd inner side connection parts have the 2nd strip
  • the length La of the second strip region 137A is smaller than the length Lb of the second strip region 137B.
  • the IC 20 has a strip shape extending in the first direction x, like the mounting portion 111. Thereby, main surface 111A of mounting part 111 can be used effectively for mounting of IC20. Further, by making the IC 20 long, the controller circuit 21 and the driver circuit 22 can be integrally formed in the IC 20.
  • FIGS. A semiconductor device A20 according to the second embodiment will be described with reference to FIGS.
  • the same or similar elements as those of the semiconductor device A10 described above are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted as appropriate.
  • the semiconductor device A20 includes a first lead 11, a second lead 12, a plurality of arm leads 17, a plurality of boot leads 15, a plurality of control leads 16, an IC 20, a control IC 28, a plurality of first switching elements 31, and a plurality of second leads.
  • a switching element 32 and a sealing resin 50 are provided.
  • the semiconductor device A20 includes a plurality of first wires 41, a plurality of second wires 42, a plurality of first gate wires 431, a plurality of second gate wires 432, a plurality of first potential wires 441, and a second potential wire 442.
  • a plurality of boot wires 45, a plurality of ground wires 46 and a plurality of control wires 47 are provided.
  • 20 to 22 are cross-sectional views taken along one-dot chain lines (XX-XX, XXI-XXI, XXII-XXII) shown in FIG.
  • the semiconductor device A20 is used for driving control of a DC motor, for example.
  • the DC power supplied to the semiconductor device A20 from the outside is controlled by the plurality of first switching elements 31 and the plurality of second switching elements 32.
  • the first lead 11, the second lead 12, the plurality of arm leads 17, the plurality of boot leads 15, and the plurality of control leads 16 are conductive members configured from the same lead frame. These conductive members constitute part of a conductive path between the IC 20, the control IC 28, the plurality of first switching elements 31 and the plurality of second switching elements 32, and the wiring board on which the IC 20 is mounted.
  • the constituent material of the lead frame is copper (Cu) or a copper alloy.
  • the configuration of the plurality of control leads 16 is the same as the configuration of the plurality of control leads 16 of the semiconductor device A10 described above.
  • the first lead 11 has a mounting portion 111, a first terminal portion 112, a first connecting portion 113, and a pair of first suspension portions 114.
  • the mounting portion 111 has the largest area in the first lead 11 as viewed from the thickness direction z. As shown in FIGS. 20 and 21, the mounting portion 111 has a main surface 111 ⁇ / b> A that faces the thickness direction z. Main surface 111A may be covered with, for example, a silver plating layer.
  • the first terminal portion 112 protrudes from the sealing resin 50 to the left side in the first direction x when viewed in the thickness direction z.
  • the configuration of the first terminal unit 112 is the same as the configuration of the first terminal unit 112 of the semiconductor device A10 described above.
  • the first connecting portion 113 connects the mounting portion 111 and the first terminal portion 112.
  • the surface (the surface shown in FIG. 17) of the first connecting portion 113 may be covered with, for example, a silver plating layer.
  • the pair of first hanging portions 114 are located on the opposite side of the mounting portion 111 from the first connecting portion 113 in the second direction y.
  • the pair of first suspension parts 114 extend in the second direction y. Therefore, the mounting portion 111 is configured to be sandwiched between the first connecting portion 113 and the pair of first hanging portions 114 in the second direction y.
  • Each of the pair of first hanging portions 114 has an end surface 114A facing the second direction y. The pair of end surfaces 114A are exposed from the sealing resin 50 (see FIG. 19).
  • the second lead 12 is positioned on the right side in the first direction x with respect to the first lead 11 as shown in FIG.
  • the second lead 12 includes a first strip portion 121, a second strip portion 122, a second terminal portion 123, a second connection portion 124, and a second suspension portion 125.
  • the first strip 121 is positioned on the right side in the first direction x with respect to the mounting portion 111.
  • the first strip 121 extends in the second direction y.
  • the mounting portion 111 overlaps the first belt-like portion 121 when viewed in the first direction x.
  • the second strip 122 extends from one end of the first strip 121 in the second direction y to the left in the first direction x.
  • the first belt-like portion 121 and the second belt-like portion 122 are substantially orthogonal.
  • the second strip portion 122 is positioned next to the mounting portion 111 in the second direction y.
  • the respective surfaces of the first strip 121 and the second strip 122 may be covered with a silver plating layer, for example.
  • the second terminal portion 123 protrudes from the sealing resin 50 to the left in the first direction x in the thickness direction z view.
  • the configuration of the second terminal portion 123 is the same as the configuration of the second terminal portion 123 of the semiconductor device A10 described above.
  • the second connecting portion 124 connects the second strip portion 122 and the second terminal portion 123.
  • the second connecting part 124 is located next to the first connecting part 113 in the second direction y.
  • the surface of the second connecting portion 124 may be covered with, for example, a silver plating layer.
  • the second suspension part 125 extends in the second direction y from a portion of the second coupling part 124 that extends in the first direction x.
  • the end surface 125 ⁇ / b> A of the second auxiliary suspension part 126 facing the second direction y is exposed from the sealing resin 50.
  • the plurality of arm leads 17 are positioned on the right side in the first direction x with respect to the second lead 12, as shown in FIG.
  • the plurality of arm leads 17 includes a first arm lead 171, a second arm lead 172, a third arm lead 173, and a fourth arm lead 174.
  • the first arm lead 171 has a pad portion 171A, a first power terminal portion 171B, a second power terminal portion 171C, and a connecting portion 171D.
  • the pad portion 171A is located next to the first strip portion 121 in the first direction x.
  • the surface of pad portion 171A may be covered with, for example, a silver plating layer.
  • the first power terminal portion 171B protrudes from the sealing resin 50 to the right in the first direction x when viewed in the thickness direction z.
  • the first power terminal portion 171B is connected to the pad portion 171A.
  • the first power supply terminal portion 171B is bent in the second direction y view.
  • the fourth terminal portion 142 is covered with a tin plating layer, a tin-silver alloy plating layer, or the like.
  • the second power terminal portion 171C protrudes from the sealing resin 50 to the right in the first direction x when viewed in the thickness direction z. Similarly to the first power supply terminal portion 171B shown in FIG. 19, the second power supply terminal portion 171C is bent in the second direction y. Second power terminal portion 171C is covered with a tin plating layer, a tin-silver alloy plating layer, or the like.
  • connection part 171D connects the pad portion 171A and the second power supply terminal portion 171C.
  • the connecting portion 171D has a portion extending in the second direction y from the pad portion 171A and a portion extending in the first direction x from the second power supply terminal portion 171C.
  • connection part 171D is L-shaped in thickness direction z view.
  • the second arm lead 172 has a pad portion 172A and a third power supply terminal portion 172B.
  • the pad portion 172A is located next to the connecting portion 171D of the first arm lead 171 in the second direction y.
  • the surface of pad portion 172A may be covered with a silver plating layer, for example.
  • the third power terminal portion 172B protrudes from the sealing resin 50 to the right in the first direction x when viewed in the thickness direction z.
  • the third power terminal portion 172B is connected to the pad portion 172A.
  • the third power terminal portion 172B is bent when viewed in the second direction y, similarly to the first power terminal portion 171B shown in FIG.
  • the third power terminal portion 172B is located next to the second power terminal portion 171C in the second direction y.
  • Third power supply terminal portion 172B is covered with a tin plating layer, a tin-silver alloy plating layer, or the like.
  • the third arm lead 173 has a pad portion 173A and a first output terminal portion 173B.
  • the pad portion 173A is located next to the connecting portion 171D of the first arm lead 171 in the second direction y. Further, the pad portion 173A is located on the opposite side of the second arm lead 172 to the pad portion 172A with respect to the connecting portion 171D in the second direction y.
  • the surface of pad portion 173A may be covered with, for example, a silver plating layer.
  • the first output terminal portion 173B protrudes from the sealing resin 50 to the right in the first direction x when viewed in the thickness direction z.
  • the first output terminal portion 173B is connected to the pad portion 173A.
  • the first output terminal portion 173B is bent in the second direction y view, similarly to the first power supply terminal portion 171B shown in FIG.
  • the first output terminal portion 173B is covered with a tin plating layer or a tin-silver alloy plating layer.
  • the fourth arm lead 174 has a pad portion 174A and a second output terminal portion 174B.
  • pad parts 174 A of pad parts are located next to the 2nd connection part 124 in the 1st direction x, and are located next to the 2nd strip
  • the surface of pad portion 173A may be covered with, for example, a silver plating layer.
  • the second output terminal portion 174B protrudes from the sealing resin 50 to the right in the first direction x when viewed in the thickness direction z.
  • the second output terminal portion 174B is connected to the pad portion 174A. As shown in FIG. 18, the second output terminal portion 174B is bent in the second direction y view.
  • the second output terminal portion 174B is covered with a tin plating layer, a tin-silver alloy plating layer, or the like.
  • the plurality of boot leads 15 are located on the right side in the first direction x with respect to the second lead 12 as shown in FIG.
  • the plurality of boot leads 15 include a first boot lead 15A and a second boot lead 15B.
  • the first boot lead 15A includes a first boot connection portion 151A and a first boot terminal portion 152A.
  • the first boot connection portion 151A is located between the pad portion 171A of the first arm lead 171 and the pad portion 173A of the third arm lead 173.
  • the first boot connection portion 151A extends in the first direction x.
  • the surface of the first boot connection portion 151A may be covered with, for example, a silver plating layer.
  • the first boot terminal portion 152A protrudes from the sealing resin 50 to the right in the first direction x when viewed in the thickness direction z.
  • the first boot terminal portion 152A is bent when viewed in the second direction y, similarly to the first power supply terminal portion 171B shown in FIG.
  • the first boot terminal portion 152A is located next to the first output terminal portion 173B in the second direction y.
  • the first boot terminal portion 152A is covered with a tin plating layer, a tin-silver alloy plating layer, or the like.
  • the second boot lead 15B includes a second boot connection unit 151B and a second boot terminal unit 152B.
  • the second boot connection portion 151B is located between the pad portion 172A of the second arm lead 172 and the pad portion 174A of the fourth arm lead 174.
  • the second boot connection portion 151B has a portion extending in the first direction x and a portion extending from the portion in the second direction y. Accordingly, the second boot connection portion 151B is L-shaped when viewed in the thickness direction z.
  • the surface of second boot connection portion 151B may be covered with, for example, a silver plating layer.
  • the second boot terminal portion 152B protrudes from the sealing resin 50 to the right in the first direction x when viewed in the thickness direction z. Similarly to the second output terminal portion 174B shown in FIG. 18, the second boot terminal portion 152B is bent in the second direction y. The second boot terminal portion 152B is located next to the second output terminal portion 174B in the second direction y. Second boot terminal portion 152B is covered with a tin plating layer, a tin-silver alloy plating layer, or the like.
  • the IC 20 is mounted on the mounting portion 111 as shown in FIG. As shown in FIGS. 20 and 21, the IC 20 is bonded to the main surface 111 ⁇ / b> A of the mounting portion 111 by the bonding layer 29.
  • the IC 20 outputs a gate voltage for driving the plurality of first switching elements 31 and the plurality of second switching elements 32.
  • Some of the plurality of electrodes 20A of the IC 20 are individually connected to the plurality of first switching elements 31 and the plurality of second switching elements 32, respectively.
  • the other plurality of electrodes 20 ⁇ / b> A are individually connected to the first lead 11, the plurality of boot leads 15, and the control lead 16.
  • the control IC 28 is mounted on the mounting portion 111 and is located on the left side in the first direction x with respect to the IC 20.
  • the control IC 28 controls the IC 20.
  • a plurality of electrodes 28 ⁇ / b> A are provided on the surface of the control IC 28. Some of the plurality of electrodes 28A are individually connected to some of the plurality of electrodes 20A of the IC 20.
  • the other plurality of electrodes 28 ⁇ / b> A are electrically connected to the first lead 11, the second lead 12, and the plurality of control leads 16.
  • the constituent material of the plurality of electrodes 28A is, for example, aluminum.
  • the plurality of first switching elements 31 includes a first element 310A and a second element 310B, as shown in FIG.
  • the configuration of the plurality of first switching elements 31 is the same as the configuration of the plurality of first switching elements 31 of the semiconductor device A10 described above.
  • the first element 310A is electrically bonded to the pad portion 171A of the first arm lead 171 by the conductive bonding layer 39. Thereby, the first back electrode 312 of the first element 310A is electrically connected to the first arm lead 171.
  • the second element 310B is electrically bonded to the pad portion 172A of the second arm lead 172 by the conductive bonding layer 39. Thereby, the first back electrode 312 of the second element 310B is electrically connected to the second arm lead 172.
  • the plurality of second switching elements 32 include a third element 320A and a fourth element 320B, as shown in FIG.
  • the configuration of the plurality of second switching elements 32 is the same as the configuration of the plurality of second switching elements 32 of the semiconductor device A10 described above.
  • the third element 320 ⁇ / b> A is electrically bonded to the pad portion 173 ⁇ / b> A of the third arm lead 173 by the conductive bonding layer 39.
  • the first back electrode 312 of the third element 320A is electrically connected to the third arm lead 173.
  • the fourth element 320B is electrically bonded to the pad portion 174A of the fourth arm lead 174 by the conductive bonding layer 39. Thereby, the first back electrode 312 of the fourth element 320B is electrically connected to the fourth arm lead 174.
  • the number of the first wires 41 is two in the example shown in FIG.
  • One first wire 41 is connected to the first main surface electrode 311 of the first element 310A and the pad portion 173A of the third arm lead 173, and the first element 310A and the third arm lead 173 are connected to each other.
  • the other first wire 41 is connected to the first main surface electrode 311 of the second element 310B and the pad portion 174A of the fourth arm lead 174, and the second element 310B and the fourth arm lead 174 are connected to each other.
  • the plurality of second wires 42 are two in the example shown in FIG.
  • One second wire 42 is connected to the second principal surface electrode 321 of the third element 320A and the first strip 121, and the third element 320A and the second lead 12 are electrically connected to each other.
  • the other second wire 42 is connected to the second main surface electrode 321 of the fourth element 320B and the second strip 122, and the fourth element 320B and the second lead 12 are electrically connected to each other.
  • the plurality of first potential wires 441 are individually connected to the plurality of electrodes 20A of the IC 20 and the first main surface electrodes 311 of the plurality of first switching elements 31, as shown in FIG.
  • the first main surface electrode 311 of the first element 310A and the first main surface electrode 311 of the second element 310B are electrically connected to the IC 20 by the plurality of first potential wires 441.
  • a gate power source that generates a gate voltage for driving the first element 310A and the second element 310B is a plurality of capacitors C that are electrically connected to the semiconductor device A20 (see FIG. 23). It is comprised including.
  • the plurality of capacitors C individually correspond to the first element 310A and the second element 310B, respectively.
  • the negative potential of each of the plurality of capacitors C is transmitted to the IC 20 via the corresponding first potential wire 441.
  • the second potential wire 442 is connected to the electrode 28 ⁇ / b> A of the control IC 28 and the second lead 12.
  • the second main surface electrode 321 of the third element 320A and the second main surface electrode 321 of the fourth element 320B are connected to the control IC 28 via the plurality of second wires 42, the second lead 12, and the second potential wire 442. Conducted.
  • the second potential wire 442 transmits the potential at the second main surface electrode 321 of the third element 320A and the second main surface electrode 321 of the fourth element 320B to the control IC 28.
  • the plurality of boot wires 45 are individually connected to the plurality of electrodes 20A of the IC 20, the first boot connection unit 151A, and the second boot connection unit 151B.
  • the first boot lead 15A and the second boot lead 15B are electrically connected to the IC 20 via a plurality of boot wires 45.
  • ground wire 46 there are two ground wires 46 in the example shown in FIG.
  • One ground wire 46 is connected to the electrode 20 ⁇ / b> A of the IC 20 and the mounting portion 111.
  • the other ground wire 46 is connected to the electrode 28 ⁇ / b> A of the control IC 28 and the first connecting portion 113.
  • the first lead 11 is electrically connected to both the IC 20 and the control IC 28.
  • the plurality of control wires 47 can be classified into three groups according to the connection target.
  • One control wire 47 of the first group connects one electrode 28A of the control IC 28 to one control connection 161 corresponding thereto.
  • the control wire 47 of the second group connects one electrode 28A of the control IC 28 to the corresponding electrode 20A of the IC 20 corresponding thereto.
  • One control wire 47 in the third group connects one electrode 20A of the IC 20 to one control connection 161 corresponding thereto.
  • the sealing resin 50 covers a part of each of the first lead 11, the second lead 12, the plurality of arm leads 17, the plurality of boot leads 15, and the plurality of control leads 16. Yes. Further, the sealing resin 50 covers the IC 20, the control IC 28, the plurality of first switching elements 31 and the plurality of second switching elements 32 (see also FIGS. 20 to 22).
  • the end surfaces 114A of the pair of first suspending portions 114 and the end surfaces 121B of the first belt-shaped portion 121 are exposed.
  • the end surface 125A of the second suspension portion 125 and the plurality of end surfaces 174C of the pad portion 174A (fourth arm lead 174) facing the second direction y are exposed.
  • a motor 80 to be driven and controlled is connected to the first output terminal portion 173B and the second output terminal portion 174B of the semiconductor device A20.
  • the motor 80 is a DC motor.
  • DC power for driving the motor 80 is input to the first power supply terminal portion 171B, the second power supply terminal portion 171C, and the third power supply terminal portion 172B.
  • the direct-current power input to the first power supply terminal portion 171B, the second power supply terminal portion 171C, and the third power supply terminal portion 172B includes a plurality of first switching elements 31, a plurality of first wires 41, and a plurality of second switching elements.
  • the element 32 and the plurality of second wires 42 flow in this order and are output from the second terminal portion 123.
  • the plurality of capacitors C includes a first capacitor C1 and a second capacitor C2.
  • the first capacitor C1 is electrically connected to both the first boot terminal portion 152A and the first output terminal portion 173B.
  • the first capacitor C1 is a gate power source that generates a gate voltage for driving the first element 310A.
  • the second capacitor C2 is electrically connected to both the second boot terminal portion 152B and the second output terminal portion 174B.
  • the second capacitor C2 is a gate power source that generates a gate voltage for driving the second element 310B.
  • the first output terminal portion 173B changes to the second output terminal portion 174B.
  • An electric current flows toward.
  • the motor 80 rotates (forward rotation).
  • the positive potential of the power source for driving the IC 20 is applied to the second boot terminal portion 152B via the boot wire 45, whereby the second capacitor C2 is charged.
  • the second output terminal portion 174B changes to the first output terminal portion 173B.
  • An electric current flows toward.
  • the motor 80 rotates (reverses) in the direction opposite to the rotation direction when the first element 310A and the fourth element 320B described above are on.
  • the positive potential of the power source for driving the IC 20 is applied to the first boot terminal portion 152A via the boot wire 45, whereby the first capacitor C1 is charged.
  • the motor 80 does not rotate.
  • the semiconductor device A20 includes a first lead 11 having a mounting portion 111 and a second lead 12 having a first strip portion 121 and a second strip portion 122.
  • the first strip 121 is located on the right side in the first direction x with respect to the mounting portion 111 and extends in the first direction x.
  • the second strip 122 extends from one end of the first strip 121 in the second direction y to the left in the first direction x.
  • the mounting portion 111 overlaps the first strip portion 121.
  • at least a part of the mounting portion 111 is located next to the second strip portion 122.
  • any one of the plurality of arm leads 17 can be arranged next to the second strip portion 122 in the second direction y.
  • the outer dimension of the semiconductor device A20 in the second direction y can be shortened while keeping the outer dimension of the semiconductor device A20 in the first direction x at a predetermined value.
  • a first lead having a mounting portion; An IC mounted on the mounting portion; A second lead having a first belt-like portion spaced apart from the mounting portion in a first direction and a second belt-like portion connected to the first belt-like portion, wherein the first belt-like portion is the first direction and the It is long in a second direction perpendicular to both the thickness directions of the mounting portion, and the second band-shaped portion extends from one end of the first band-shaped portion toward a part of the first lead in the first direction.
  • a second lead extending along A plurality of arm leads positioned on the opposite side of the first lead in the first direction with respect to the second lead;
  • a plurality of switching elements each electrically connected to the plurality of arm leads, each of which is electrically connected to the IC; and
  • a sealing resin that covers a part of each of the plurality of arm leads, the first lead, and the second lead, the IC, and the plurality of switching elements;

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Abstract

半導体装置は、第1方向に延びる搭載部を有する第1リードと、前記搭載部に搭載されたICとを有する。さらに、前記半導体装置は、第2リード、第3リード、および複数の第4リードを有する。前記第2リードは、前記搭載部に対して第1方向の一方側に位置しかつ第2方向に延びる第1帯状部と、前記第1帯状部の両端から前記第1方向に延びる一対の第2帯状部を有する。前記第3リードは、前記第1方向の一方側に位置する。前記複数の第4リードは、前記第3リードに対して、前記第1方向の一方側に位置する。複数の第1スイッチング素子が、前記第3リードに接合されている。複数の第2スイッチング素子が、それぞれ、前記複数の第4リードに接合されている。前記第1方向視において、前記搭載部が前記第1帯状部121に重なる。前記搭載部の少なくとも一部が、前記一対の第2帯状部の間に位置する。

Description

半導体装置
 本開示は、たとえば電動モータの駆動制御に用いられる半導体装置に関する。
 モータの駆動制御に用いられる半導体装置は、たとえば、複数のスイッチング素子(たとえばMOSFET)と、これらスイッチング素子を駆動させるためのICとを備えている。特許文献1には、そのような半導体装置の一例が開示されている(図11参照)。同文献の半導体装置は、ブラシレスDCモータの駆動制御に用いられる。
 特許文献1の半導体装置は、直流電力を三相交流電力に変換するための6つのスイッチング素子を有している。これらのスイッチング素子は、一方向(図11に示すx方向)に配列されているため、当該半導体装置は、一方向に長く延びた形状となる。これは、装置の小型化を図るという点において、未だ改良の余地がある。
特開2017-34079号公報
 上述の事情に鑑み、本開示は、小型化に資する半導体装置を提供することをその課題とする。
 本開示により提供される半導体装置は、第1方向に長状の搭載部を有する第1リードと、前記搭載部に搭載されたICと、前記搭載部に対して前記第1方向に離間した第1帯状部および当該第1帯状部につながる一対の第2帯状部を有する第2リードであって、前記第1帯状部が、前記第1方向および前記搭載部の厚さ方向の双方に直交する第2方向に長状である第2リードと、前記第2リードを間に挟んで前記第1リードから離間している第3リードと、前記第3リードに電気的に接合され且つ前記ICに導通する複数の第1スイッチング素子と、前記第3リードを間に挟んで前記第2リードから離間する複数の第4リードであって、前記複数の第1スイッチング素子にそれぞれ導通している複数の第4リードと、前記複数の第4リードにそれぞれ電気的に接合される複数の第2スイッチング素子であって、各々が前記ICおよび前記第2リードの双方に導通する複数の第2スイッチング素子と、前記複数の第4リード、前記第1リード、前記第2リードおよび前記第3リードの各々の一部と、前記IC、前記複数の第1スイッチング素子および前記複数の第2スイッチング素子と、を覆う封止樹脂と、を備える。さらに、前記第1方向視において前記搭載部が前記第1帯状部に重なり、前記搭載部の少なくとも一部が、前記一対の第2帯状部の間に位置している。
 好ましくは、前記第1リードは、第1端子部、第1連結部および第1吊り部を含み、前記第1端子部は、前記厚さ方向視において、前記封止樹脂から前記第1方向に突出しており、前記第1連結部は、前記搭載部と前記第1端子部とをつないでおり、前記第1吊り部は、前記第2方向において、前記搭載部を基準として前記第1連結部とは反対側に位置し、かつ前記搭載部から前記第2方向に延びている。
 好ましくは、前記第1連結部および前記第1吊り部は、前記一対の第2帯状部に対して、前記第2のリードの前記第1帯状部から遠ざかる方向に配置されている。
 好ましくは、前記第1連結部は、前記第1方向および前記第2方向の双方に対して傾斜した領域を有する。
 好ましくは、前記第2リードは、前記厚さ方向視において前記封止樹脂から前記第1方向に突出する第2端子部と、前記一対の第2帯状部の一方と前記第2端子部とをつなぐ第2連結部と、前記一対の第2帯状部の他方から前記第2方向に延びる第2吊り部と、を有する。
 好ましくは、前記第2連結部は、前記第2方向において前記第1連結部の隣に位置し、前記第2吊り部は、前記第1方向において前記第1吊り部の隣に位置する。
 好ましくは、前記第2端子部は、前記第2方向において前記第1端子部の隣に位置する。
 好ましくは、前記第2連結部は、前記第1方向および前記第2方向の双方に対して傾斜した領域を有する。
 好ましくは、前記第3リードは、前記複数の第1スイッチング素子がそれぞれ電気的に接合される複数の第1パッド部と、前記厚さ方向視において前記封止樹脂から前記第1方向に突出する第3端子部と、前記複数の第1パッド部および前記第3端子部をつなぐ第3連結部と、を有する。
 好ましくは、前記複数の第1パッド部は、前記第1方向において前記第2吊り部の隣に位置する第1領域と、前記第1方向において前記第1帯状部の隣に位置する第2領域と、前記第1方向において前記第2連結部の隣に位置する第3領域と、を含み、前記第3連結部は、前記第1領域と前記第3端子部とをつなぐ外側連結部と、前記第1領域と前記第2領域とをつなぐ第1内側連結部と、前記第2領域と前記第3領域とをつなぐ第2内側連結部と、を有し、前記第1方向視において前記第1帯状部が前記第2領域、前記第1内側連結部および前記第2内側連結部に重なり、前記一対の第2帯状部のそれぞれの一部が前記第1内側連結部と前記第2内側連結部との間に位置する。
 好ましくは、前記第3リードは、前記第3領域から前記第2方向に延びる第3吊り部を有する。
 好ましくは、前記第2領域の一部は、前記第1内側連結部および前記第2内側連結部の双方から前記第1方向に突出している。
 好ましくは、前記第1内側連結部および前記第2内側連結部の各々は、前記第2領域から前記第2方向に延びる帯状領域を有し、前記第1内側連結部の前記帯状領域の長さは、前記第2内側連結部の前記帯状領域の長さよりも短い。
 好ましくは、前記複数の第4リードの各々は、前記複数の第2スイッチング素子の1つが電気的に接合される第2パッド部と、前記第2パッド部につながり、かつ前記厚さ方向視において前記封止樹脂から前記第1方向に突出する第4端子部と、を有し、前記複数の第4端子部は、前記第3端子部とともに前記第2方向に配列されている。
 好ましくは、前記複数の第2パッド部のいずれかの一部が、前記第1方向視において前記第1領域に重なり、かつ前記外側連結部と前記第1内側連結部との間に位置する。
 好ましくは、前記封止樹脂は、互いに前記第2方向に離間する一対の側面を有し、前記一対の側面の一方から前記第1吊り部および前記第2吊り部のそれぞれの端面が露出し、前記一対の側面の他方から前記第3吊り部の端面が露出している。
 好ましくは、前記厚さ方向視において、前記ICは、前記第1方向に延びる帯状である。
 本開示にかかる構成によれば、半導体装置の小型化を図ることが可能である。
 本開示に係る構成の他の特徴および利点は、添付図面に基づき以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
第1実施形態に基づく半導体装置の斜視図である。 図1に示す半導体装置の平面図である。 図1に示す半導体装置の平面図(封止樹脂を透過)である。 図3に示す構成の一部を示す図である。 図1に示す半導体装置の正面図である。 図1に示す半導体装置の背面図である。 図1に示す半導体装置の右側面図である。 図1に示す半導体装置の左側面図である。 図3のIX-IX線に沿う断面図である。 図3のX-X線に沿う断面図である。 図3のXI-XI線に沿う断面図である。 図3のXII-XII線に沿う断面図である。 図3のXIII-XIII線に沿う断面図である。 図3のXIV-XIV線に沿う部分断面図である。 図3のXV-XV線に沿う部分断面図である。 図1に示す半導体装置の機能ブロック図である。 第2実施形態に基づく半導体装置の平面図(封止樹脂を透過)である。 図17に示す半導体装置の正面図である。 図17に示す半導体装置の背面図である。 図17のXX-XX線に沿う断面図である。 図17のXXI-XXI線に沿う断面図である。 図17のXXII-XXII線に沿う断面図である。 図17に示す半導体装置を説明する回路図である。
 以下、本開示の実施形態について、添付図面に基づいて説明する。
 図1~図15を参照しつつ、第1実施形態に基づく半導体装置A10について説明する。半導体装置A10は、第1リード11、第2リード12、第3リード13、複数の第4リード14、複数のブートリード15、複数の制御リード16、IC20、複数の第1スイッチング素子31、複数の第2スイッチング素子32、および封止樹脂50を備える。さらに、半導体装置A10は、複数の第1ワイヤ41、複数の第2ワイヤ42、複数の第1ゲートワイヤ431、複数の第2ゲートワイヤ432、複数の第1電位ワイヤ441、第2電位ワイヤ442、複数のブートワイヤ45、接地ワイヤ46および複数の制御ワイヤ47を備える。図3では、理解の便宜上、封止樹脂50を透過して示している(二点鎖線参照)。図9~図15は、図3に示す一点鎖線(IX-IX、X-X、等)に沿う断面図である。
 半導体装置A10の説明においては適宜、図1~15に示すように、互いに直交する3つの方向x、yおよびzを参照する。本開示では、方向zは、「厚さ方向」とも称され、たとえば第1リード11の搭載部(後述)に直交する方向である。方向xおよび方向yは、方向zに対して直交しており、それぞれ、「第1方向」および「第2方向」とも称される。なお、後述する半導体装置A20も、同様の3つの方向x、yおよびzを参照して説明される。
 半導体装置A10は、複数の第1スイッチング素子31および複数の第2スイッチング素子32により、直流電力を三相交流電力に変換する機能を有する。半導体装置A10は、たとえば、ブラシレスDCモータの駆動制御に用いられる。
 第1リード11、第2リード12、第3リード13、複数の第4リード14、複数のブートリード15および複数の制御リード16は、同一のリードフレームから構成された導電部材である。これらの導電部材は、各機能素子(IC20、複数の第1スイッチング素子31および複数の第2スイッチング素子32)と、半導体装置A10が実装される配線基板との間の導電経路の一部を構成している。リードフレームの構成材料は、銅(Cu)または銅合金である。
 第1リード11は、図3に示すように、搭載部111、第1端子部112、第1連結部113および第1吊り部114を有する。
 図3に示すように、搭載部111は、第1方向xに延びている。厚さ方向z視において、搭載部111は、第1方向xに沿った長辺を有する矩形状である。図9および図10に示すように、搭載部111は、厚さ方向zを向く主面111Aを有する。図に示す例では、主面111Aは、厚さ方向zに対し直交する。主面111Aは、たとえば銀(Ag)めっき層で覆われてもよい。
 図2および図3に示すように、第1端子部112は、厚さ方向z視において封止樹脂50から第1方向xに(図では左に)突出している。第1端子部112は、第2方向y視において、たとえば2カ所で屈曲している(図5に示す第2リード12の第2端子部123と同様である)。第1端子部112は、たとえば、錫(Sn)めっき層、または錫-銀合金めっき層で覆われている。
 図3に示すように、第1連結部113は、搭載部111と第1端子部112とをつないでいる。第1連結部113は、第1方向xおよび第2方向yの双方に対して傾斜した領域113Aを有する。第1連結部113の表面(主面111Aと同じ側を向く面)は、たとえば銀めっき層で覆われてもよい。
 図3に示すように、第1吊り部114は、第2方向yにおいて搭載部111に対して第1連結部113とは反対側に位置する。第1吊り部114は、第2方向yに延びている。搭載部111は、第2方向yにおいて、第1連結部113と第1吊り部114とに挟まれた構成となっている。第2方向yを向く第1吊り部114の端面114Aは、封止樹脂50から露出している(図6参照)。図3において、第1吊り部114および第1連結部113は、第2リード12の一対の第2帯状部122A,122B(後述)に対し、左側に離間するように(第2リード12の第1帯状部121から遠ざかる方向に)配置されている。
 第2リード12は、図3に示すように、第1リード11から離間し且つ同リードの外縁に沿って延びるように設けられている。図に示す例では、第2リード12は、大略、第1リード11の右側に配置されている。図3および図4に示すように、第2リード12は、第1帯状部121、一対の第2帯状部122A,122B、第2端子部123、第2連結部124、第2吊り部125および第2補助吊り部126を有する。
 図4に示すように、第1帯状部121は、搭載部111の右側に位置する。第1帯状部121は、第2方向yに延びている。図10に示すように、第1方向x視において搭載部111が第1帯状部121に重なっている。すなわち、たとえば封止樹脂50の底面を基準として、搭載部111および第1帯状部121は、同じ高さ位置にある。
 図4に示すように、一対の第2帯状部122A,122Bは、第1帯状部121の両端121A(第2方向yにおいて互いに離間)から左側に延びている。厚さ方向z視において、第1帯状部121と各第2帯状部122A,122Bとは、直交している。搭載部111の少なくとも一部が、一対の第2帯状部122A,122Bの間に位置している。第1帯状部121および一対の第2帯状部122A,122Bのそれぞれの表面(図4に示された面)は、たとえば銀めっき層で覆われてもよい。
 図2および図3に示すように、第2端子部123は、厚さ方向z視において封止樹脂50から左側に突出している。第2端子部123は、図5に示すように、第2方向y視において屈曲している。具体的には、第2端子部123は、封止樹脂50の側面から所定距離だけ離れた第1の点で屈曲して斜め下方に延びた後、第2の点で屈曲してほぼ水平方向(方向x)に延びている。第2端子部123は、第2方向yにおいて第1端子部112の隣に位置する。第2端子部123は、錫めっき層、または錫-銀合金めっき層などで覆われている。
 図3に示すように、第2連結部124は、第2帯状部122Aと、第2端子部123とをつないでいる。第1方向xにおいて、第2連結部124は、一対の第2帯状部122A,122Bの左側に位置する。また、第2方向yにおいて、第2連結部124は、第1連結部113の隣に位置する。第2連結部124は、第1方向xおよび第2方向yの双方に対して傾斜した領域124Aを有する。第2連結部124の表面(図3に示された面)は、たとえば銀めっき層で覆われてもよい。
 図3に示すように、第2吊り部125は、第2帯状部122Bから第2方向yに延びている。第1方向xにおいて、第2吊り部125の少なくとも一部は、一対の第2帯状部122A,122Bの左側に位置する。また、第1方向xにおいて、第2吊り部125は、第1吊り部114の隣に位置する。第2方向yを向く第2吊り部125の端面125Aは、封止樹脂50から露出している(図6参照)。
 図3に示すように、第2連結部124は、第1方向xに平行に延びる部分を有しており、当該部分から第2補助吊り部126が、第2方向yに延びている。第2方向yを向く第2補助吊り部126の端面126Aは、封止樹脂50から露出している(図5参照)。
 第3リード13は、図3に示すように、第2リード12の右側に配置されている。第3リード13は、複数の第1パッド部130、第3端子部132、第3連結部133、第3吊り部134および第3補助吊り部135を有する。同図に示す例では、3つの第1パッド部130が設けられている。
 図3に示すように、複数の第1パッド部130には、複数の第1スイッチング素子31がそれぞれ電気的に接合される。図9、図10および図14に示すように、複数の第1パッド部130の各々は、上側(厚さ方向zにおいて搭載部111の主面111Aが向く方向)を向く主面130Aを有する。主面130Aは、たとえば銀めっき層で覆われてもよい。複数の第1パッド部130は、複数の領域を含む。図3に示す例では、第1領域131A、第2領域131Bおよび第3領域131Cが設けられている。
 図3に示すように、第1領域131Aは、第2吊り部125の近くに配置されている。第1方向xにおいて、第1領域131Aの少なくとも一部は、第2吊り部125の隣に位置する。また、第2方向yにおいて、第1領域131Aは、第2帯状部122Bの隣に位置する。図3および図10に示すように、第1領域131Aには、厚さ方向zに貫通する一対の孔130Bが設けられている。一対の孔130Bは、第2方向yにおいて、第1スイッチング素子31を挟んで互いに離間配置されている。図3および図14に示すように、第1領域131Aには、主面130Aから凹む複数の溝部130Cが形成されている。これらの複数の溝部130Cは、第1スイッチング素子31の周囲において互いに離間して配置されている。複数の溝部130Cは、たとえばVノッチ加工により形成することができる。また、他の溝部(後述)と同様に、複数の溝部130Cは、第1スイッチング素子31を第1領域131Aに接合するためのハンダを堰き止める機能を有する。
 図3および図4に示すように、第2領域131Bは、第1方向xにおいて、第2リード12の第1帯状部121の隣に位置する。第2領域131Bには、溝部130Cが形成されている。溝部130Cは、第1スイッチング素子31の右側に位置している。
 図3に示すように、第3領域131Cは、第1方向xにおいて、第2リード12の第2連結部124の隣に位置する。また、第3領域131Cは、第2方向yにおいて第2のリード12の第2帯状部122Aの隣に位置する。第3領域131Cには、溝部130Cが形成されている。溝部130Cは、第1スイッチング素子31の左側に位置している。
 図2および図3に示すように、第3端子部132は、厚さ方向z視において封止樹脂50から右側に突出している。第3端子部132は、図6に示すように、第2方向y視において屈曲している。第3端子部132は、錫めっき層、または錫-銀合金めっき層などで覆われている。
 図3に示すように、第3連結部133は、複数の第1パッド部130および第3端子部132を相互につないでいる。第3連結部133は、外側連結部133A、第1内側連結部133Bおよび第2内側連結部133Cを含む。
 図3に示すように、外側連結部133Aは、第1領域131Aと第3端子部132とをつないでいる。外側連結部133Aは、第1方向xに延びている。
 図3に示すように、第1内側連結部133Bは、第1領域131Aと第2領域131Bとをつないでいる。図4に示すように、第1内側連結部133Bは、第1領域131Aから第1方向xに延びる第1帯状領域136Aと、第2領域131Bから第2方向yに延びる第2帯状領域137Aとを有する。第2領域131Bにつながる第2帯状領域137Aの端部には、溝部133Dが設けられている。溝部133Dは、第3連結部133の表面から凹んでいる。溝部133Dは、上述の溝部130Cと同一の手法により形成される。
 図3に示すように、第2内側連結部133Cは、第2領域131Bと第3領域131Cとをつないでいる。図4に示すように、第2内側連結部133Cは、第3領域131Cから第1方向xに延びる第1帯状領域136Bと、第2領域131Bから第2方向yに延びる第2帯状領域137Bとを有する。第3領域131Cにつながる第1帯状領域136Bの端部と、第2領域131Bにつながる第2帯状領域137Bの端部とには、それぞれ溝部133Dが形成されている。
 図3に示すように、第2領域131Bの一部は、第1内側連結部133Bおよび第2内側連結部133Cの双方から右側に突出している。図4に示すように、第1内側連結部133Bの第2帯状領域137Aの長さLaは、第2内側連結部133Cの第2帯状領域137Bの長さLbよりも小である。
 図3に示すように、第3吊り部134は、第3領域131Cから第2方向yに延びている。第2方向yを向く第3吊り部134の端面134Aは、封止樹脂50から露出している(図5参照)。端面134Aは、第1方向xにおいて互いに離間した一対の領域を有する。第3領域131Cにつながる第3吊り部134の端部には、複数の溝部134Bが形成されている。複数の溝部134Bは、第3吊り部134の表面から凹んでいる。複数の溝部134Bは、複数の溝部130Cと同一の手法により形成される。
 図3に示すように、第3補助吊り部135は、外側連結部133Aから第2方向yに延びている。第2方向yを向く第3補助吊り部135の端面135Aは、封止樹脂50から露出している(図6参照)。
 図11に示すように、第1方向x視において第1帯状部121が、第2領域131B、第1内側連結部133Bおよび第2内側連結部133Cに重なっている。図4に示すように、一対の第2帯状部122A,122Bの各々の一部が、第1内側連結部133Bと第2内側連結部133Cとの間に位置する。
 複数の第4リード14は、図3に示すように、第3リード13の右側に位置する。複数の第4リード14の各々は、第2パッド部141および第4端子部142を有する。
 図3に示すように、各第2パッド部141には、第2スイッチング素子32が電気的に接合される。第2パッド部141は、主面141Aを有する。主面130Aは、たとえば銀めっき層で覆われてもよい。
 図2および図3に示すように、各第4端子部142は、厚さ方向z視において封止樹脂50から右側に突出している。各第4端子部142は、対応する第2パッド部141につながっている。複数の第4端子部142は、第3端子部132とともに第2方向yに配列されている。各第4端子部142は、第1~第3端子部と同様に、第2方向y視において屈曲している(図5、図6参照)。各第4端子部142は、錫めっき層、または錫-銀合金めっき層などで覆われている。
 図3に示すように、複数の第4リード14は、U相リード14A、V相リード14BおよびW相リード14Cを含む。
 図12に示すように、U相リード14Aの第2パッド部141の一部が、第1方向x視において第1領域131Aに重なっている。U相リード14Aの第2パッド部141の一部が、外側連結部133Aと第1内側連結部133Bとの間に位置する。図3および図13に示すように、U相リード14Aの第2パッド部141には、厚さ方向zに貫通する孔141Bが設けられている。孔141Bは、第2スイッチング素子32の右側に位置する。図3および図15に示すように、U相リード14Aの第2パッド部141には、主面141Aから凹む複数の溝部141Cが形成されている。これらの複数の溝部141Cは、第2スイッチング素子32の周囲に位置する。なお、複数の溝部141Cは、複数の溝部130Cと同一の手法により形成される。
 図3に示すように、V相リード14Bの第2パッド部141は、第1方向xにおいて第2内側連結部133Cの隣に位置する。V相リード14Bの第2パッド部141には、複数の溝部141Cが形成されている。これらの複数の溝部141Cは、第2スイッチング素子32の周囲に位置する。
 図3に示すように、W相リード14Cの第2パッド部141は、第1方向xにおいて第3領域131Cおよび第3吊り部134の双方の隣に位置する。また、W相リード14Cの第2パッド部141は、第2方向yにおいて第2内側連結部133Cの隣に位置する。W相リード14Cの第2パッド部141には、複数の溝部141Cが形成されている。これらの複数の溝部141Cは、第2スイッチング素子32の周囲に位置する。
 複数のブートリード15は、図3に示すように、第3リード13の右側に位置する。複数のブートリード15の各々は、第2方向yにおいて、対応する第4リード14の隣に位置する。各ブートリード15は、ブート接続部151およびブート端子部152を有する。
 図3に示すように、各ブート接続部151の少なくとも一部は、第2方向yにおいて、各第2パッド部141に重なるように配置されている。各ブート接続部151の表面は、たとえば銀めっき層で覆われてもよい。
 図2および図3に示すように、各ブート端子部152は、厚さ方向z視において封止樹脂50から右側に突出している。各ブート端子部152は、対応するブート接続部151につながっている。複数のブート端子部152は、第3端子部132と、複数の第4端子部142とともに第2方向yに配列されている。各ブート端子部152は、第1~第4端子部と同様に、第2方向y視において屈曲している。各ブート端子部152は、錫めっき層、または錫-銀合金めっき層などで覆われている。
 複数の制御リード16は、図3に示すように、第1リード11の左側に位置する。各制御リード16は、制御接続部161および制御端子部162を有する。
 図3に示すように、搭載部111は、第1連結部113の領域113Aおよび第1吊り部114に対して第1方向xの左側に突出した部分を有している。複数の制御接続部161は、略円弧状の曲線(あるいは折れ線)に沿って互いに離間し、かつ各々が、搭載部111の前記突出部分に対向するように配置されている。各制御接続部161の表面は、たとえば銀めっき層で覆われてもよい。
 図2および図3に示すように、各制御端子部162は、厚さ方向z視において封止樹脂50から左側に突出している。各制御端子部162は、対応する制御接続部161につながっている。複数の制御端子部162は、第1端子部112および第2端子部123とともに第2方向yに配列されている。各制御端子部162は、他の端子部と同様に、図6に示すように第2方向y視において屈曲している。制御端子部162は、錫めっき層、または錫-銀合金めっき層などで覆われている。
 IC20は、図3、図9および図10に示すように、搭載部111に搭載されている。IC20は、たとえば、コントローラ回路21およびドライバ回路22(図16参照)を備える。コントローラ回路21は、ドライバ回路22を制御する。ドライバ回路22は、複数の第1スイッチング素子31および複数の第2スイッチング素子32を駆動させるためのゲート電圧を出力する。厚さ方向z視において、IC20は、第1方向xに延びている。IC20の表面には、複数の電極20Aが設けられている。各電極20Aは、コントローラ回路21およびドライバ回路22のいずれかに導通している。図3に示すように、複数の電極20Aのいくつかは、複数の第1スイッチング素子31および複数の第2スイッチング素子32に個別に導通している。その他の電極20Aは、第1リード11、第2リード12、複数のブートリード15および複数の制御リード16に個別に導通している。各電極20Aは、たとえばアルミニウム(Al)からなる。
 図9および図10に示すように、半導体装置A10は、接合層29を備える。接合層29は、搭載部111の主面111Aと、IC20との間に介在している。接合層29は、たとえば銀ペーストからなる。銀ペーストは、銀の微粒子を、たとえばエポキシ樹脂に混合させたものである。IC20は、接合層29により主面111Aに接合される。
 複数の第1スイッチング素子31は、図3、図9および図10に示すように、複数の第1パッド部130(第3リード13)の主面130Aに個別かつ電気的に接合されている。これにより、半導体装置A10では、第1領域131A、第2領域131Bおよび第3領域131Cのそれぞれに、第1スイッチング素子31が電気的に接合された構成となる。複数の第1スイッチング素子31は、複数の第2パッド部141(第4リード14)に個別に導通している。複数の第1スイッチング素子31は、シリコン(Si)または炭化ケイ素(SiC)を主成分としたMOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)である。なお、複数の第1スイッチング素子31は、MOSFET以外の半導体素子を適用してもよい。半導体装置A10では、第1スイッチング素子31がnチャンネル型のMOSFETである場合について説明する。図14に示すように、各第1スイッチング素子31は、第1素子主面31A、第1素子裏面31B、第1主面電極311、第1裏面電極312および第1ゲート電極313を有する。第1素子主面31Aおよび第1素子裏面31Bは、厚さ方向zにおいて、互いに反対側を向く。
 図3および図14に示すように、第1主面電極311は、第1素子主面31Aに設けられている。第1主面電極311は、第1スイッチング素子31のソース電極である。
 図14に示すように、第1裏面電極312は、第1素子裏面31Bの全体を覆うように設けられている。第1裏面電極312は、第1スイッチング素子31のドレイン電極である。
 図3および図14に示すように、第1ゲート電極313は、第1素子主面31Aに設けられている。第1ゲート電極313は、第1スイッチング素子31のゲート電極である。厚さ方向z視において、第1ゲート電極313の面積は、第1主面電極311の面積よりも小である。
 複数の第2スイッチング素子32は、図3、図11および図13に示すように、複数の第2パッド部141(第4リード14)の主面141Aに個別かつ電気的に接合されている。これにより、半導体装置A10では、U相リード14A、V相リード14BおよびW相リード14Cのそれぞれに、第2スイッチング素子32が電気的に接合された構成となる。複数の第2スイッチング素子32は、第2リード12に導通している。複数の第2スイッチング素子32は、複数の第1スイッチング素子31と同一の半導体素子である。図15に示すように、各第2スイッチング素子32は、第2素子主面32A、第2素子裏面32B、第2主面電極321、第2裏面電極322および第2ゲート電極323を有する。第2素子主面32Aおよび第2素子裏面32Bは、厚さ方向zにおいて互いに反対側を向く。
 図3および図15に示すように、第2主面電極321は、第2素子主面32Aに設けられている。第2主面電極321は、第2スイッチング素子32のソース電極である。
 図15に示すように、第2裏面電極322は、第2素子裏面32Bの全体を覆うように設けられている。第2裏面電極322は、第2スイッチング素子32のドレイン電極である。
 図3および図15に示すように、第2ゲート電極323は、第2素子主面32Aに設けられている。第2ゲート電極323は、第2スイッチング素子32のゲート電極である。厚さ方向z視において、第2ゲート電極323の面積は、第2主面電極321の面積よりも小とされている。
 図9~図15に示すように、半導体装置A10は、複数の導電接合層39を備える。複数の導電接合層39のいくつかは、複数の第1パッド部130の主面130Aと、複数の第1スイッチング素子31の第1裏面電極312との間に個別に介在している。その他の複数の導電接合層39は、複数の第2パッド部141の主面141Aと、複数の第2スイッチング素子32の第2裏面電極322との間に個別に介在している。複数の第1スイッチング素子31は、複数の導電接合層39により複数の主面130Aに個別かつ電気的に接合されている。これにより、複数の第1裏面電極312は、第3リード13に導通している。複数の第2スイッチング素子32は、複数の導電接合層39により複数の主面141Aに個別かつ電気的に接合されている。これにより、複数の第2裏面電極322は、複数の第4リード14に導通している。複数の導電接合層39は、たとえば、錫を主成分とする鉛フリーはんだである。
 複数の第1ワイヤ41は、図3に示すように、複数の第1スイッチング素子31の第1主面電極311と、複数の第2パッド部141とに個別に接続される。複数の第1ワイヤ41により、複数の第4リード14は、複数の第1スイッチング素子31に個別に導通している。複数の第1ワイヤ41の構成材料は、たとえば、金(Au)、銅、銀およびアルミニウムである。
 複数の第2ワイヤ42は、図3に示すように、複数の第2スイッチング素子32の第2主面電極321と、第2リード12(一対の第2帯状部122A,122B)に個別に接続される。複数の第2ワイヤ42により、複数の第2スイッチング素子32は、第2リード12に導通している。複数の第2ワイヤ42の構成材料は、たとえば、金、銅、銀およびアルミニウムである。
 複数の第1ゲートワイヤ431、複数の第2ゲートワイヤ432、複数の第1電位ワイヤ441、第2電位ワイヤ442、複数のブートワイヤ45、接地ワイヤ46および複数の制御ワイヤ47は、図3に示すように、いずれもIC20の複数の電極20Aに個別に接続される。これらのワイヤの構成材料は、たとえば、金、銅、銀およびアルミニウムである。
 複数の第1ワイヤ41、複数の第2ワイヤ42、複数の第1ゲートワイヤ431、複数の第2ゲートワイヤ432、複数の第1電位ワイヤ441、第2電位ワイヤ442、複数のブートワイヤ45、接地ワイヤ46および複数の制御ワイヤ47の構成材料を、全てアルミニウムとした場合について説明する。この場合は、複数の第1ワイヤ41および複数の第2ワイヤ42のそれぞれの直径は、複数の第1ゲートワイヤ431、複数の第2ゲートワイヤ432、複数の第1電位ワイヤ441、第2電位ワイヤ442、複数のブートワイヤ45、接地ワイヤ46および複数の制御ワイヤ47のそれぞれの直径よりも大である。これは、半導体装置A10において、複数の第1ワイヤ41および複数の第2ワイヤ42に流れる電流が、他の複数のワイヤに流れる電流よりも大であることによる。半導体装置A10における複数のワイヤの構成材料をアルミニウム以外(金、銅および銀など)とした場合であっても、複数の第1ワイヤ41および複数の第2ワイヤ42のそれぞれの直径を、他のワイヤの直径よりも大としてもよい。
 半導体装置A10において、複数の第1ワイヤ41、複数の第2ワイヤ42、第2電位ワイヤ442、複数のブートワイヤ45、接地ワイヤ46および複数の制御ワイヤ47の構成材料を銅とし、かつ複数の第1ゲートワイヤ431、複数の第2ゲートワイヤ432および複数の第1電位ワイヤ441の構成材料を金としてもよい。このように、半導体装置A10において、ワイヤの構成材料を、1種類のみならず、複数種類としてもよい。
 複数の第1ゲートワイヤ431は、図3に示すように、IC20の複数の電極20Aと、複数の第1スイッチング素子31の第1ゲート電極313とに個別に接続されている。複数の第1ゲートワイヤ431により、複数の第1ゲート電極313は、IC20のドライバ回路22に導通している(図16参照)。ドライバ回路22から出力されたゲート電圧は、複数の第1ゲートワイヤ431を介して、複数の第1ゲート電極313に個別に印加される。
 複数の第2ゲートワイヤ432は、図3に示すように、IC20の複数の電極20Aと、複数の第2スイッチング素子32の第2ゲート電極323とに個別に接続されている。複数の第2ゲートワイヤ432により、複数の第2ゲート電極323は、IC20のドライバ回路22に導通している(図16参照)。ドライバ回路22から出力されたゲート電圧は、複数の第2ゲートワイヤ432を介して、複数の第2ゲート電極323に個別に印加される。
 複数の第1電位ワイヤ441は、図3に示すように、IC20の複数の電極20Aと、複数の第1スイッチング素子31の第1主面電極311とに個別に接続されている。複数の第1電位ワイヤ441により、複数の第1主面電極311は、IC20のドライバ回路22に導通している(図16参照)。複数の第1主面電極311は、複数の第4リード14に個別に導通している。複数の第1スイッチング素子31を駆動させるためのゲート電圧を生み出すゲート電源の負電位は、複数の第1スイッチング素子31の各々に対して異なる。また、当該ゲート電圧は、複数の第2スイッチング素子32を駆動させるためのゲート電圧よりも高いことが要求される。こうした事情から、当該ゲート電圧を生み出すゲート電源は、図16に示す半導体装置A10に導通する複数のコンデンサCを含んで構成される。複数のコンデンサCは、複数の第1スイッチング素子31に個別に対応している。複数の第1電位ワイヤ441は、複数のコンデンサCのそれぞれの負電位をIC20のドライバ回路22に伝達する。
 第2電位ワイヤ442は、図3に示すように、IC20の電極20Aと、第2リード12とに接続されている。複数の第2スイッチング素子32の第2主面電極321は、複数の第2ワイヤ42、第2リード12および第2電位ワイヤ442を介して、IC20のコントローラ回路21に導通している(図16参照)。このことは、複数の第2スイッチング素子32を駆動させるためのゲート電圧を生み出すゲート電源の負電位は、いずれも共通であることを意味する。当該ゲート電源は、IC20を駆動させるための電源に含まれる。第2電位ワイヤ442は、複数の第2スイッチング素子32の第2主面電極321における電位をIC20のコントローラ回路21に伝達する。また、第2電位ワイヤ442を介して、複数の第2スイッチング素子32から流れるソース電流がコントローラ回路21において検出される。
 複数のブートワイヤ45は、図3に示すように、IC20の複数の電極20Aと、複数のブート接続部151とに個別に接続されている。複数のブートリード15は、複数のブートワイヤ45を介して、IC20のドライバ回路22に導通している(図16参照)。
 接地ワイヤ46は、図3に示すように、IC20の電極20Aと、第1連結部113とに接続されている。第1リード11は、接地ワイヤ46を介してIC20のコントローラ回路21に導通している(図16参照)。
 複数の制御ワイヤ47は、図3に示すように、IC20の複数の電極20Aと、複数の制御接続部161とに個別に接続されている。複数の制御リード16は、複数の制御ワイヤ47を介してIC20のコントローラ回路21に導通している(図16参照)。
 封止樹脂50は、図3に示すように、第1リード11、第2リード12、第3リード13、複数の第4リード14、複数のブートリード15および複数の制御リード16の各々の一部を覆っている。封止樹脂50は、図3に示すように、IC20、複数の第1スイッチング素子31および複数の第2スイッチング素子32を覆っている。封止樹脂50の構成材料は、たとえば、黒色のエポキシ樹脂である。図2および図5~図8に示すように、封止樹脂50は、一対の第1側面51A,51Bと、一対の第2側面52A,52Bと、を有する。
 図2、図7および図8に示すように、一対の第1側面51A,51Bは、互いに第1方向xに離間している。図2では、第1側面51Aは、右側を向き、第1側面51Bは、左側を向いている。第3端子部132、複数の第4端子部142および複数のブート端子部152が、厚さ方向z視において第1側面51Aから右側に突出している。一方、第1端子部112、第2端子部123および複数の制御端子部162が、厚さ方向z視において第1側面51Bから左側に突出している。
 図2、図5および図6に示すように、一対の第2側面52A,52Bは、互いに第2方向yに離間している。図2では、第2側面52Aは、上側を向き、第2側面52Bは、下側を向く。図6に示すように、第2側面52Aから、第1吊り部114の端面114A、第2吊り部125の端面125A、および第3補助吊り部135の端面135Aが露出している。図5に示すように、第2側面52Bから、第2補助吊り部126の端面126A、第3吊り部134の端面134A、および第2パッド部141(W相リード14C)の端面141Dが露出している。
 図16に基づき、半導体装置A10の回路構成について説明する。
 複数の第4端子部142は、U相出力端子142A、V相出力端子142BおよびW相出力端子142Cを含む。U相出力端子142Aは、U相リード14Aの第4端子部142を指す。V相出力端子142Bは、V相リード14Bの第4端子部142を指す。W相出力端子142Cは、W相リード14Cの第4端子部142を指す。複数の制御端子部162は、VCC端子162A、VSP端子162B、一対のHU端子162C、一対のHV端子162D、一対のHW端子162E、FGS端子162F、FG端子162GおよびRT端子162Hを含む。
 図16に示すように、半導体装置A10には、駆動制御対象となるモータ80が接続されている。モータ80は、ブラシレスDCモータである。モータ80は、U相出力端子142A、V相出力端子142B、W相出力端子142C、一対のHU端子162C、一対のHV端子162Dおよび一対のHW端子162Eに導通している。U相出力端子142A、V相出力端子142BおよびW相出力端子142Cは、モータ80の3つのステータ(図示略)に個別に導通している。一対のHU端子162C、一対のHV端子162Dおよび一対のHW端子162Eは、モータ80の内部に配置された3つのホール素子(図示略)に個別に導通している。
 IC20のコントローラ回路21は、ホールアンプ211、三角波発生器212、PWM信号変換部213、過電流保護部214、第1電圧低下保護部215および三相分配ロジック216を有する。
 ホールアンプ211は、複数の制御ワイヤ47を介して一対のHU端子162C、一対のHV端子162Dおよび一対のHW端子162Eに導通している。ホールアンプ211は、モータ80の内部に配置されたホール素子から出力された3種類のホール電圧をそれぞれ増幅する。これらのホール電圧は、モータ80のロータ(図示略)の軸方向回りの位置を示す信号である。ホールアンプ211により増幅された3種類のホール電圧は、三相分配ロジック216に入力される。
 三角波発生器212は、制御ワイヤ47を介してRT端子162Hに導通している。三角波発生器212は、RT端子162Hに入力された信号に基づき三角波を発生させる。三角波は、PWM(Pulse Width Modulation)制御によりドライバ回路22を制御する際のキャリア信号となる。キャリア信号は、PWM信号変換部213に入力される。
 PWM信号変換部213は、制御ワイヤ47を介してVSP端子162Bに導通している。VSP端子162Bからは、モータ80を駆動させるための基礎となる変調波信号が入力される。変調波信号は、正弦波信号である。PWM信号変換部213では、三角波発生器212から入力されたキャリア信号と、VSP端子162Bから入力された変調波信号とを、双方の対比に基づきパルス波であるPWM信号に変換する。PWM信号は、三相分配ロジック216に入力される。
 過電流保護部214は、第2電位ワイヤ442、第2リード12および複数の第2ワイヤ42を介して複数の第2スイッチング素子32に導通している。過電流保護部214は、複数の第2スイッチング素子32に流れるソース電流を検出する。過電流保護部214では、当該ソース電流の検出結果に基づく信号が生成される。当該信号は、三相分配ロジック216に入力される。
 第1電圧低下保護部215は、制御ワイヤ47を介してVCC端子162Aに導通している。VCC端子162Aには、IC20を駆動させるための電力が入力される。このため、VCC端子162Aにおける電位が、IC20を駆動させるための電源の正電位となる。第1電圧低下保護部215は、VCC端子162AからIC20に印加される電圧がしきい値よりも低下することを防止する。
 三相分配ロジック216は、PWM信号変換部213から入力されたPWM信号を、ホールアンプ211から入力されたホール電圧に基づき、一対のU相信号、一対のV相信号および一対のW相信号の三相に分配する。半導体装置A10では、一対のU相信号、一対のV相信号および一対のW相信号の各々は、120度通電型の矩形波信号である。U相信号に対するV相信号の位相差と、V相信号に対するW相信号の位相差は、ともに120度である。U相信号、V相信号およびW相信号のこれらの一方の信号は、ドライバ回路22のゲートドライバ221のハイサイド領域221A(詳細は後述)に入力される。U相信号、V送信号およびW相信号のこれらの他方の信号は、ドライバ回路22のゲートドライバ221のローサイド領域221B(詳細は後述)に入力される。一対のU相信号、一対のV相信号および一対のW相信号は、過電流保護部214から入力された信号に基づき、適宜調整される。
 三相分配ロジック216は、接地ワイヤ46を介して第1端子部112に導通している。第1端子部112は、IC20の接地端子である。このため、第1端子部112における電位が、IC20を駆動させるための電源の負電位となる。また、三相分配ロジック216は、一対の制御ワイヤ47を介してFG端子162GおよびFGS端子162Fに導通している。三相分配ロジック216では、ホールアンプ211から入力されたホール電圧を基に、モータ80の回転数を表すFG(Frequency Generator)信号が生成される。FG信号は、FG端子162Gに出力される。FGS端子162Fには、FG端子162Gから出力されるFG信号のパルス数を設定するための指令信号が入力される。
 IC20のドライバ回路22は、ゲートドライバ221および複数の第2電圧低下保護部222を有する。
 ゲートドライバ221は、三相分配ロジック216から入力された一対のU相信号、一対のV相信号および一対のW相信号を基に複数の第1スイッチング素子31および複数の第2スイッチング素子32の各々を駆動させる。ゲートドライバ221は、ハイサイド領域221Aおよびローサイド領域221Bを有する。
 ハイサイド領域221Aには、複数の駆動回路が構成されている。ハイサイド領域221Aにおける複数の駆動回路は、三相分配ロジック216から入力されたU相信号、V相信号およびW相信号のこれらの一方の信号を、複数のゲート電圧に個別に変換する。複数の当該ゲート電圧は、U相信号、V相信号およびW相信号の正電位に個別に対応している。複数の当該ゲート電圧は、複数の第1ゲートワイヤ431を介して複数の第1スイッチング素子31に印加される。これにより、複数の第1スイッチング素子31が駆動される。
 ローサイド領域221Bには、複数の駆動回路が構成されている。ローサイド領域221Bにおける複数の駆動回路は、三相分配ロジック216から入力されたU相信号、V相信号およびW相信号のこれらの他方の信号を、複数のゲート電圧に個別に変換する。複数の当該ゲート電圧は、U相信号、V相信号およびW相信号の負電位に個別に対応している。複数の当該ゲート電圧は、複数の第2ゲートワイヤ432を介して複数の第2スイッチング素子32に印加される。これにより、複数の第2スイッチング素子32が駆動される。
 複数の第2電圧低下保護部222は、ゲートドライバ221のハイサイド領域221Aに構成された複数の駆動回路に個別に導通している。複数の第2電圧低下保護部222は、複数のコンデンサCから複数の当該駆動回路に印加される電圧がしきい値よりも低下することを防止する。
 半導体装置A10では、第3端子部132にモータ80を駆動させるための直流電力が入力される。第3端子部132に入力された直流電力の電流は、複数の第1スイッチング素子31、複数の第1ワイヤ41、複数の第2スイッチング素子32、複数の第2ワイヤ42の順に流れて、第2端子部123から出力される。
 半導体装置A10に入力された直流電力は、複数の第1スイッチング素子31および複数の第2スイッチング素子32が駆動されることにより、U相、V相およびW相の三相交流電力に変換される。U相交流電力は、U相出力端子142Aから出力される。V相交流電力は、V相出力端子142Bから出力される。W相交流電力は、W相出力端子142Cから出力される。U相出力端子142A、V相出力端子142BおよびW相出力端子142Cから出力された三相交流電力により、モータ80が駆動制御される。
 複数のコンデンサCの各々は、第4端子部142と、第2方向yにおいて第4端子部142の隣に位置するブート端子部152との双方に導通している。複数のコンデンサCの各々は、これに対応する第1スイッチング素子31に導通する第2スイッチング素子32がオンのとき、VCC端子162Aに入力される電力により充電される。VCC端子162AからコンデンサCまでの導電経路は、制御ワイヤ47、抵抗R、ダイオードD、ブートワイヤ45およびブート端子部152である。複数のコンデンサCに充電された電力は、複数のブート端子部152、複数のブートワイヤ45および複数の第2電圧低下保護部222を介して、ゲートドライバ221のハイサイド領域221Aに構成された複数の駆動回路に個別に入力される。なお、上述の複数の第1電位ワイヤ441は、複数の駆動回路に個別に導通している。
 次に、半導体装置A10の作用効果について説明する。
 半導体装置A10は、第1方向xに長状の搭載部111を有する第1リード11と、第1帯状部121および一対の第2帯状部122(122A,122B)を有する第2リード12とを備える。第1帯状部121は、搭載部111から第1方向xにオフセットした位置にあり、かつ第2方向yに長状である。各第2帯状部122は、第1帯状部121の対応する一端121Aから第1方向xに(図3では左側に)延びている。第1方向x視において、搭載部111が第1帯状部121に重なっている。搭載部111の少なくとも一部は、一対の第2帯状部122の間に位置する。このような構成によれば、第1方向xにおける半導体装置A10の外形寸法を所定の値としつつ、第2方向yにおける半導体装置A10の外形寸法を従来よりも小さくすることができる。すなわち、半導体装置の小型化を図ることが可能となる。
 第1リード11は、第1連結部113(搭載部111と第1端子部112とをつなぐ)と、第1吊り部114(第2方向yにおいて搭載部111に対して第1連結部113の反対側に位置する)とを有する。これにより、半導体装置A10の製造において、搭載部111は、第2方向yの両側で支持された状態となる。このため、搭載部111にIC20を搭載する際に、搭載部111が不当に傾くことを抑制できる。
 第2リード12は、第2連結部124(一方の第2帯状部122と第2端子部123とをつなぐ)と、第2吊り部125(他方の第2帯状部122から第2方向yに延びる)とを有する。これにより、半導体装置A10の製造において、第1帯状部121および一対の第2帯状部122は、第2方向yの両側で支持された状態となる。このため、一対の第2帯状部122に複数の第2ワイヤ42を接続する際に、一対の第2帯状部122が不当に傾くことを抑制できる。
 図3において、第1連結部113は、一対の第2帯状部122に対して第1方向xの左側に位置する。第1連結部113は、第1方向xおよび第2方向yの双方に対して傾斜した領域113Aを有する。これにより、第1方向xにおける半導体装置A10の外形寸法が過度に大きくなることを抑制できる。
 第2端子部123は、第2方向yにおいて第1端子部112の隣に位置しており、第2連結部124は、第1連結部113の隣に配置されている。第2連結部124は、第1方向xおよび第2方向yの双方に対して傾斜した領域124Aを有する。これにより、第2連結部124と、第1連結部113(領域113A)との間隔を短くすることができる。
 図3において、第3リード13は、第2リード12に対して第1方向xの右側に位置する。第3リード13の複数の第1パッド部130は、第1領域131A、第2領域131Bおよび第3領域131Cを含む。第1領域131Aは、第1方向xにおいて第2吊り部125の隣に位置する。第2領域131Bは、第1方向xにおいて第1帯状部121の隣に位置する。第3領域131Cは、第1方向xにおいて第2連結部124の隣に位置する。これにより、複数の第1スイッチング素子31を、第1帯状部121および一対の第2帯状部122の外周縁に沿って配置させることができる。このことは、第2方向yにおける半導体装置A10の外形寸法の短縮に寄与する。
 第3リード13の第3連結部133は、第1内側連結部133B(第1領域131Aと第2領域131Bとをつなぐ)と、第2内側連結部133C(第2領域131Bと第3領域131Cとをつなぐ)とを有する。第1方向x視において、第1帯状部121が、第2領域131B、第1内側連結部133Bおよび第2内側連結部133Cに重なる。一対の第2帯状部122の各々の一部は、第1内側連結部133Bと第2内側連結部133Cとの間に位置する。これにより、第3連結部133と、第1帯状部121および一対の第2帯状部122との間隔の短縮を図ることができる。
 図3および図4において、第2領域131Bは、第1内側連結部133Bおよび第2内側連結部133Cに対し、第1方向xに突出しているが、突出方向は、第1帯状部121から離れる方向である。これにより、第2領域131Bと第1帯状部121との間隔の短縮を図ることができる。
 第3連結部133は、第1領域131Aと第3端子部132とをつなぐ外側連結部133Aを有する。第3リード13は、第2内側連結部133Cから第2方向yに延びる第3吊り部134を有する。これにより、半導体装置A10の製造において、複数の第1パッド部130、第1内側連結部133Bおよび第2内側連結部133Cは、外側連結部133Aおよび第3吊り部134の双方により支持された状態となる。このため、複数の第1パッド部130に複数の第1スイッチング素子31を接合させる際、複数の第1パッド部130が不当に傾くことを抑制できる。
 U相リード14A(第4リード14)の第2パッド部141は、第1方向x視において第1領域131Aに重なっている。図3において、第2パッド部141の一部は、外側連結部133Aと第1内側連結部133Bとの間に位置する。これにより、第1領域131Aに接合された第1スイッチング素子31に対して、第1方向xの右側に、第2スイッチング素子32を配置させることができる。
 第1内側連結部133Bは、第2領域131Bから第2方向yに延びる第2帯状領域137Aを有する。第2内側連結部133Cは、第2領域131Bから第2方向yに延びる第2帯状領域137Bを有する。図4に示すように、第2帯状領域137Aの長さLaは、第2帯状領域137Bの長さLbよりも小である。これにより、第2方向yにおいて第2領域131Bに対してU相リード14Aとは反対側に、V相リード14BおよびW相リード14Cを配置させる余地を確保することができる。
 厚さ方向z視において、IC20は、搭載部111と同様に、第1方向xに延びる帯状である。これにより、搭載部111の主面111Aを、IC20の搭載に有効に利用することができる。また、IC20を長状とすることで、コントローラ回路21およびドライバ回路22を一体的にIC20内に構成することができる。
 図17~図22を参照しつつ、第2実施形態に基づく半導体装置A20について説明する。これらの図において、上述した半導体装置A10と同一または類似の要素には同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
 半導体装置A20は、第1リード11、第2リード12、複数のアームリード17、複数のブートリード15、複数の制御リード16、IC20、制御IC28、複数の第1スイッチング素子31、複数の第2スイッチング素子32、および封止樹脂50を備える。さらに、半導体装置A20は、複数の第1ワイヤ41、複数の第2ワイヤ42、複数の第1ゲートワイヤ431、複数の第2ゲートワイヤ432、複数の第1電位ワイヤ441、第2電位ワイヤ442、複数のブートワイヤ45、複数の接地ワイヤ46および複数の制御ワイヤ47を備える。図17では、理解の便宜上、封止樹脂50を透過している(二点鎖線参照)。図20~図22は、図17に示す一点鎖線(XX-XX、XXI-XXI、XXII-XXII)に沿う断面図である。
 半導体装置A20は、たとえば、DCモータの駆動制御に用いられる。外部から半導体装置A20に供給された直流電力は、複数の第1スイッチング素子31および複数の第2スイッチング素子32により制御される。
 第1リード11、第2リード12、複数のアームリード17、複数のブートリード15および複数の制御リード16は、同一のリードフレームから構成された導電部材である。これらの導電部材は、IC20、制御IC28、複数の第1スイッチング素子31および複数の第2スイッチング素子32と、IC20が実装される配線基板との導電経路の一部を構成している。当該リードフレームの構成材料は、銅(Cu)または銅合金である。複数の制御リード16の構成は、上述した半導体装置A10の複数の制御リード16の構成と同一である。
 第1リード11は、図17に示すように、搭載部111、第1端子部112、第1連結部113および一対の第1吊り部114を有する。
 図17に示すように、搭載部111は、厚さ方向zから視た面積が第1リード11において最大である。図20および図21に示すように、搭載部111は、厚さ方向zを向く主面111Aを有する。主面111Aは、たとえば銀めっき層で覆われてもよい。
 図17に示すように、第1端子部112は、厚さ方向z視において封止樹脂50から第1方向xの左側に突出している。第1端子部112の構成は、上述した半導体装置A10の第1端子部112の構成と同一である。
 図17に示すように、第1連結部113は、搭載部111と第1端子部112とをつないでいる。第1連結部113の表面(図17に示された面)は、たとえば銀めっき層で覆われてもよい。
 図17に示すように、一対の第1吊り部114は、第2方向yにおいて搭載部111に対して第1連結部113とは反対側に位置する。一対の第1吊り部114は、第2方向yに延びている。したがって、搭載部111は、第2方向yにおいて第1連結部113と一対の第1吊り部114とに挟まれた構成となっている。一対の第1吊り部114の各々は、第2方向yを向く端面114Aを有する。一対の端面114Aは、封止樹脂50から露出している(図19参照)。
 第2リード12は、図17に示すように、第1リード11に対して第1方向xの右側に位置する。第2リード12は、第1帯状部121、第2帯状部122、第2端子部123、第2連結部124および第2吊り部125を有する。
 図17に示すように、第1帯状部121は、搭載部111に対して第1方向xの右側に位置する。第1帯状部121は、第2方向yに延びている。図21に示すように、第1方向x視において搭載部111が第1帯状部121に重なっている。
 図17に示すように、第2帯状部122は、第2方向yにおける第1帯状部121の一端から第1方向xの左側に延びている。厚さ方向z視において、第1帯状部121および第2帯状部122は、大略、直交している。第2帯状部122は、第2方向yにおいて搭載部111の隣に位置する。第1帯状部121および第2帯状部122のそれぞれの表面は、たとえば銀めっき層で覆われてもよい。
 図17に示すように、第2端子部123は、厚さ方向z視において封止樹脂50から第1方向xの左側に突出している。第2端子部123の構成は、上述した半導体装置A10の第2端子部123の構成と同一である。
 図17に示すように、第2連結部124は、第2帯状部122と第2端子部123とをつないでいる。第2連結部124は、第2方向yにおいて第1連結部113の隣に位置する。第2連結部124の表面は、たとえば銀めっき層で覆われてもよい。
 図17に示すように、第2吊り部125は、第2連結部124のうち第1方向xに延びる部分から第2方向yに延びている。第2方向yを向く第2補助吊り部126の端面125Aは、封止樹脂50から露出している。
 複数のアームリード17は、図17に示すように、第2リード12に対して第1方向xの右側に位置する。複数のアームリード17は、第1アームリード171、第2アームリード172、第3アームリード173および第4アームリード174を含む。
 図17に示すように、第1アームリード171は、パッド部171A、第1電源端子部171B、第2電源端子部171Cおよび連結部171Dを有する。
 パッド部171Aは、第1方向xにおいて第1帯状部121の隣に位置する。パッド部171Aの表面は、たとえば銀めっき層で覆われてもよい。
 第1電源端子部171Bは、厚さ方向z視において封止樹脂50から第1方向xの右側に突出している。第1電源端子部171Bは、パッド部171Aにつながっている。図19に示すように、第1電源端子部171Bは、第2方向y視において屈曲している。第4端子部142は、錫めっき層、または錫-銀合金めっき層などで覆われている。
 図17において、第2電源端子部171Cは、厚さ方向z視において封止樹脂50から第1方向xの右側に突出している。第2電源端子部171Cは、図19に示す第1電源端子部171Bと同様に、第2方向y視において屈曲している。第2電源端子部171Cは、錫めっき層、または錫-銀合金めっき層などで覆われている。
 連結部171Dは、パッド部171Aと第2電源端子部171Cとをつないでいる。連結部171Dは、パッド部171Aから第2方向yに延びる部分と、第2電源端子部171Cから第1方向xに延びる部分とを有する。これにより、連結部171Dは、厚さ方向z視においてL字状である。
 図17に示すように、第2アームリード172は、パッド部172Aおよび第3電源端子部172Bを有する。
 パッド部172Aは、第2方向yにおいて第1アームリード171の連結部171Dの隣に位置する。パッド部172Aの表面は、たとえば銀めっき層で覆われてもよい。
 第3電源端子部172Bは、厚さ方向z視において封止樹脂50から第1方向xの右側に突出している。第3電源端子部172Bは、パッド部172Aにつながっている。第3電源端子部172Bは、図19に示す第1電源端子部171Bと同様に、第2方向y視において屈曲している。第3電源端子部172Bは、第2方向yにおいて第2電源端子部171Cの隣に位置する。第3電源端子部172Bは、錫めっき層、または錫-銀合金めっき層などで覆われている。
 図17に示すように、第3アームリード173は、パッド部173Aおよび第1出力端子部173Bを有する。
 パッド部173Aは、第2方向yにおいて第1アームリード171の連結部171Dの隣に位置する。また、パッド部173Aは、第2方向yにおいて連結部171Dに対して、第2アームリード172のパッド部172A反対側に位置する。パッド部173Aの表面は、たとえば銀めっき層で覆われてもよい。
 第1出力端子部173Bは、厚さ方向z視において封止樹脂50から第1方向xの右側に突出している。第1出力端子部173Bは、パッド部173Aにつながっている。第1出力端子部173Bは、図19に示す第1電源端子部171Bと同様に、第2方向y視において屈曲している。第1出力端子部173Bは、錫めっき層、または錫-銀合金めっき層などで覆われている。
 図17に示すように、第4アームリード174は、パッド部174Aおよび第2出力端子部174Bを有する。
 パッド部174Aは、第1方向xにおいて第2連結部124の隣に位置し、かつ第2方向yにおいて第2帯状部122の隣に位置する。パッド部173Aの表面は、たとえば銀めっき層で覆われてもよい。
 第2出力端子部174Bは、厚さ方向z視において封止樹脂50から第1方向xの右側に突出している。第2出力端子部174Bは、パッド部174Aにつながっている。図18に示すように、第2出力端子部174Bは、第2方向y視において屈曲している。第2出力端子部174Bは、錫めっき層、または錫-銀合金めっき層などで覆われている。
 複数のブートリード15は、図17に示すように、第2リード12に対して第1方向xの右側に位置する。複数のブートリード15は、第1ブートリード15Aおよび第2ブートリード15Bを含む。
 図17に示すように、第1ブートリード15Aは、第1ブート接続部151Aおよび第1ブート端子部152Aを含む。
 第1ブート接続部151Aは、第1アームリード171のパッド部171Aと、第3アームリード173のパッド部173Aとの間に位置する。第1ブート接続部151Aは、第1方向xに延びている。第1ブート接続部151Aの表面は、たとえば銀めっき層で覆われてもよい。
 第1ブート端子部152Aは、厚さ方向z視において封止樹脂50から第1方向xの右側に突出している。第1ブート端子部152Aは、図19に示す第1電源端子部171Bと同様に、第2方向y視において屈曲している。第1ブート端子部152Aは、第2方向yにおいて第1出力端子部173Bの隣に位置する。第1ブート端子部152Aは、錫めっき層、または錫-銀合金めっき層などで覆われている。
 図17に示すように、第2ブートリード15Bは、第2ブート接続部151Bおよび第2ブート端子部152Bを含む。
 第2ブート接続部151Bは、第2アームリード172のパッド部172Aと、第4アームリード174のパッド部174Aとの間に位置する。第2ブート接続部151Bは、第1方向xに延びる部分と、当該部分から第2方向yに延びる部分とを有する。これにより、第2ブート接続部151Bは、厚さ方向z視においてL字状である。第2ブート接続部151Bの表面は、たとえば銀めっき層で覆われてもよい。
 第2ブート端子部152Bは、厚さ方向z視において封止樹脂50から第1方向xの右側に突出している。第2ブート端子部152Bは、図18に示す第2出力端子部174Bと同様に、第2方向y視において屈曲している。第2ブート端子部152Bは、第2方向yにおいて第2出力端子部174Bの隣に位置する。第2ブート端子部152Bは、錫めっき層、または錫-銀合金めっき層などで覆われている。
 IC20は、図17に示すように、搭載部111に搭載されている。図20および図21に示すように、IC20は、接合層29により搭載部111の主面111Aに接合されている。半導体装置A20では、IC20は、複数の第1スイッチング素子31および複数の第2スイッチング素子32を駆動させるためのゲート電圧を出力する。IC20の複数の電極20Aのいくつかは、複数の第1スイッチング素子31および複数の第2スイッチング素子32に個別に導通している。その他の複数の電極20Aは、第1リード11、複数のブートリード15および制御リード16に個別に導通している。
 制御IC28は、図17に示すように、搭載部111に搭載されており、IC20に対して第1方向xの左側に位置する。制御IC28は、IC20を制御する。制御IC28の表面には、複数の電極28Aが設けられている。複数の電極28Aのいくつかは、IC20の複数の電極20Aのいくつかに個別に導通している。その他の複数の電極28Aは、第1リード11、第2リード12および複数の制御リード16に導通している。複数の電極28Aの構成材料は、たとえばアルミニウムである。
 複数の第1スイッチング素子31は、図17に示すように、第1素子310Aおよび第2素子310Bを含む。複数の第1スイッチング素子31の構成は、上述した半導体装置A10の複数の第1スイッチング素子31の構成と同一である。
 図17および図22に示すように、第1素子310Aは、導電接合層39により第1アームリード171のパッド部171Aに電気的に接合されている。これにより、第1素子310Aの第1裏面電極312は、第1アームリード171に導通している。
 図17および図22に示すように、第2素子310Bは、導電接合層39により第2アームリード172のパッド部172Aに電気的に接合されている。これにより、第2素子310Bの第1裏面電極312は、第2アームリード172に導通している。
 複数の第2スイッチング素子32は、図17に示すように、第3素子320Aおよび第4素子320Bを含む。複数の第2スイッチング素子32の構成は、上述した半導体装置A10の複数の第2スイッチング素子32の構成と同一である。
 図17、図20および図22に示すように、第3素子320Aは、導電接合層39により第3アームリード173のパッド部173Aに電気的に接合されている。これにより、第3素子320Aの第1裏面電極312は、第3アームリード173に導通している。
 図17および図21に示すように、第4素子320Bは、導電接合層39により第4アームリード174のパッド部174Aに電気的に接合されている。これにより、第4素子320Bの第1裏面電極312は、第4アームリード174に導通している。
 複数の第1ワイヤ41は、図17に示す例では、2本である。一方の第1ワイヤ41は、第1素子310Aの第1主面電極311と、第3アームリード173のパッド部173Aとに接続されており、第1素子310Aおよび第3アームリード173は、互いに導通する。他方の第1ワイヤ41は、第2素子310Bの第1主面電極311と、第4アームリード174のパッド部174Aとに接続されており、第2素子310Bおよび第4アームリード174は、互いに導通する。
 複数の第2ワイヤ42は、図17に示す例では、2本である。一方の第2ワイヤ42は、第3素子320Aの第2主面電極321と、第1帯状部121とに接続されており、第3素子320Aおよび第2リード12は、互いに導通する。他方の第2ワイヤ42は、第4素子320Bの第2主面電極321と、第2帯状部122とに接続されており、第4素子320Bおよび第2リード12は、互いに導通する。
 複数の第1電位ワイヤ441は、図17に示すように、IC20の複数の電極20Aと、複数の第1スイッチング素子31の第1主面電極311とに個別に接続されている。複数の第1電位ワイヤ441により、第1素子310Aの第1主面電極311、および第2素子310Bの第1主面電極311は、IC20に導通している。半導体装置A20においても、半導体装置A10と同様に、第1素子310Aおよび第2素子310Bを駆動させるためのゲート電圧を生み出すゲート電源は、半導体装置A20に導通する複数のコンデンサC(図23参照)を含んで構成される。複数のコンデンサCは、それぞれ第1素子310Aおよび第2素子310Bに個別に対応している。複数のコンデンサCのそれぞれの負電位は、対応する第1電位ワイヤ441を介して、IC20に伝達される。
 第2電位ワイヤ442は、図17に示すように、制御IC28の電極28Aと、第2リード12とに接続されている。第3素子320Aの第2主面電極321、および第4素子320Bの第2主面電極321は、複数の第2ワイヤ42、第2リード12および第2電位ワイヤ442を介して、制御IC28に導通している。第2電位ワイヤ442は、第3素子320Aの第2主面電極321、および第4素子320Bの第2主面電極321における電位を制御IC28に伝達する。
 複数のブートワイヤ45は、図17に示すように、IC20の複数の電極20Aと、第1ブート接続部151Aおよび第2ブート接続部151Bとに個別に接続されている。第1ブートリード15Aおよび第2ブートリード15Bは、複数のブートワイヤ45を介して、IC20に導通している。
 複数の接地ワイヤ46は、図17に示す例では、2本である。一方の接地ワイヤ46は、IC20の電極20Aと、搭載部111とに接続されている。他方の接地ワイヤ46は、制御IC28の電極28Aと、第1連結部113とに接続されている。これにより、第1リード11は、IC20および制御IC28の双方に導通している。
 図17に示すように、複数の制御ワイヤ47は、接続対象に応じて3つのグループに分類できる。第1グループの一の制御ワイヤ47は、制御IC28の1つの電極28Aを、これに対応する一の制御接続部161に接続する。第2グループの一の制御ワイヤ47は、制御IC28の1つの電極28Aを、これに対応する、IC20の一の電極20Aに接続する。第3グループの一の制御ワイヤ47は、IC20の1つの電極20Aを、これに対応する一の制御接続部161に接続する。
 図17から理解されるように、封止樹脂50は、第1リード11、第2リード12、複数のアームリード17、複数のブートリード15および複数の制御リード16のそれぞれの一部を覆っている。さらに、封止樹脂50は、IC20、制御IC28、複数の第1スイッチング素子31および複数の第2スイッチング素子32を覆っている(図20~図22も参照)。
 図19に示すように、第2側面52Aから、一対の第1吊り部114の各々の端面114A、第1帯状部121の端面121Bが露出している。図18に示すように、第2側面52Bから、第2吊り部125の端面125A、および第2方向yを向くパッド部174A(第4アームリード174)の複数の端面174Cが露出している。
 次に、図23に基づき、半導体装置A20を用いたモータ80の駆動制御について説明する。
 図23に示すように、半導体装置A20の第1出力端子部173Bおよび第2出力端子部174Bには、駆動制御対象となるモータ80が接続されている。モータ80は、DCモータである。
 半導体装置A20では、第1電源端子部171B、第2電源端子部171Cおよび第3電源端子部172Bにモータ80を駆動させるための直流電力が入力される。第1電源端子部171B、第2電源端子部171Cおよび第3電源端子部172Bに入力された直流電力の電流は、複数の第1スイッチング素子31、複数の第1ワイヤ41、複数の第2スイッチング素子32、複数の第2ワイヤ42の順に流れて、第2端子部123から出力される。
 複数のコンデンサCは、第1コンデンサC1および第2コンデンサC2を含む。第1コンデンサC1は、第1ブート端子部152Aおよび第1出力端子部173Bの双方に導通している。第1コンデンサC1は、第1素子310Aを駆動させるためのゲート電圧を生み出すゲート電源である。第2コンデンサC2は、第2ブート端子部152Bおよび第2出力端子部174Bの双方に導通している。第2コンデンサC2は、第2素子310Bを駆動させるためのゲート電圧を生み出すゲート電源である。
 IC20から出力されたゲート電圧により、第1素子310Aおよび第4素子320Bがオン、かつ第2素子310Bおよび第3素子320Aがオフになると、第1出力端子部173Bから第2出力端子部174Bに向けて電流が流れる。これにより、モータ80は回転(正転)する。このとき、IC20を駆動するための電源の正電位が、ブートワイヤ45を介して第2ブート端子部152Bに印加されることにより、第2コンデンサC2が充電される。
 IC20から出力されたゲート電圧により、第2素子310Bおよび第3素子320Aがオン、かつ第1素子310Aおよび第4素子320Bがオフになると、第2出力端子部174Bから第1出力端子部173Bに向けて電流が流れる。これにより、モータ80は、上述した第1素子310Aおよび第4素子320Bがオンのときの回転方向とは逆方向に回転(逆転)する。このとき、IC20を駆動するための電源の正電位が、ブートワイヤ45を介して第1ブート端子部152Aに印加されることにより、第1コンデンサC1が充電される。
 モータ80の回転中において、IC20から出力されたゲート電圧により、第1素子310Aおよび第2素子310Bがオフ、かつ第3素子320Aおよび第4素子320Bがオンになると、第1出力端子部173Bと第2出力端子部174Bとの間には、逆起電力が発生する。これにより、モータ80の回転にブレーキがかかるため、モータ80の停止時間を短縮することができる。
 第1素子310A、第2素子310B、第3素子320Aおよび第4素子320Bのいずれもがオフのとき、モータ80は回転しない。
 次に、半導体装置A20の作用効果について説明する。
 半導体装置A20は、搭載部111を有する第1リード11と、第1帯状部121および第2帯状部122を有する第2リード12とを備える。図17において、第1帯状部121は、搭載部111よりも第1方向xの右側に位置し、かつ第1方向xに延びている。第2帯状部122は、第2方向yにおける第1帯状部121の一端から第1方向xの左側に延びている。第1方向x視において、搭載部111が第1帯状部121に重なっている。第2方向yにおいて、搭載部111の少なくとも一部は、第2帯状部122の隣に位置する。これにより、複数のアームリード17のいずれかを、第2方向yにおいて第2帯状部122の隣に配置させることができる。このため、第1方向xにおける半導体装置A20の外形寸法を所定の値としたまま、第2方向yにおける半導体装置A20の外形寸法を短縮することができる。
 本開示は、上述した実施形態に限定されない。上述した装置における各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。
 本開示は、以下の付記に記載された構成を含む。
 付記1.搭載部を有する第1リードと、
  前記搭載部に搭載されたICと、
  前記搭載部に対して第1方向に離間した第1帯状部および当該第1帯状部につながる第2帯状部を有する第2リードであって、前記第1帯状部が、前記第1方向および前記搭載部の厚さ方向の双方に直交する第2方向に長状であり、前記第2帯状部が、前記第1帯状部の一端から、前記第1リードの一部に向って前記第1方向に沿って延びている、第2リードと、
  前記第2リードを基準とし、前記第1方向において、前記第1リードとは反対側に位置する複数のアームリードと、
  前記複数のアームリードにそれぞれ電気的に接合された複数のスイッチング素子であって、各々が前記ICに導通している複数のスイッチング素子と、
  前記複数のアームリード、前記第1リードおよび前記第2リードの各々の一部と、前記ICおよび前記複数のスイッチング素子と、を覆う封止樹脂と、
を備えており、
 前記第1方向視において前記搭載部が前記第1帯状部に重なっており、前記第2方向において、前記搭載部の少なくとも一部が前記第2帯状部の隣に位置している、半導体装置。

Claims (17)

  1.  第1方向に長状の搭載部を有する第1リードと、
     前記搭載部に搭載されたICと、
     前記搭載部に対して前記第1方向に離間した第1帯状部および当該第1帯状部につながる一対の第2帯状部を有する第2リードであって、前記第1帯状部が、前記第1方向および前記搭載部の厚さ方向の双方に直交する第2方向に長状である第2リードと、
     前記第2リードを間に挟んで前記第1リードから離間している第3リードと、
     前記第3リードに電気的に接合され且つ前記ICに導通する複数の第1スイッチング素子と、
     前記第3リードを間に挟んで前記第2リードから離間する複数の第4リードであって、前記複数の第1スイッチング素子にそれぞれ導通している複数の第4リードと、
     前記複数の第4リードにそれぞれ電気的に接合される複数の第2スイッチング素子であって、各々が前記ICおよび前記第2リードの双方に導通する複数の第2スイッチング素子と、
     前記複数の第4リード、前記第1リード、前記第2リードおよび前記第3リードの各々の一部と、前記IC、前記複数の第1スイッチング素子および前記複数の第2スイッチング素子と、を覆う封止樹脂と、
    を備えており、
     前記第1方向視において前記搭載部が前記第1帯状部に重なり、
     前記搭載部の少なくとも一部が、前記一対の第2帯状部の間に位置している、半導体装置。
  2.  前記第1リードは、第1端子部、第1連結部および第1吊り部を含み、前記第1端子部は、前記厚さ方向視において、前記封止樹脂から前記第1方向に突出しており、前記第1連結部は、前記搭載部と前記第1端子部とをつないでおり、前記第1吊り部は、前記第2方向において、前記搭載部を基準として前記第1連結部とは反対側に位置し、かつ前記搭載部から前記第2方向に延びている、請求項1に記載の半導体装置。
  3.  前記第1連結部および前記第1吊り部は、前記一対の第2帯状部に対して、前記第2のリードの前記第1帯状部から遠ざかる方向に配置されている、請求項2に記載の半導体装置。
  4.  前記第1連結部は、前記第1方向および前記第2方向の双方に対して傾斜した領域を有する、請求項3に記載の半導体装置。
  5.  前記第2リードは、前記厚さ方向視において前記封止樹脂から前記第1方向に突出する第2端子部と、前記一対の第2帯状部の一方と前記第2端子部とをつなぐ第2連結部と、前記一対の第2帯状部の他方から前記第2方向に延びる第2吊り部と、を有する、請求項3または4に記載の半導体装置。
  6.  前記第2連結部は、前記第2方向において前記第1連結部の隣に位置し、
     前記第2吊り部は、前記第1方向において前記第1吊り部の隣に位置する、請求項5に記載の半導体装置。
  7.  前記第2端子部は、前記第2方向において前記第1端子部の隣に位置する、請求項6に記載の半導体装置。
  8.  前記第2連結部は、前記第1方向および前記第2方向の双方に対して傾斜した領域を有する、請求項7に記載の半導体装置。
  9.  前記第3リードは、前記複数の第1スイッチング素子がそれぞれ電気的に接合される複数の第1パッド部と、前記厚さ方向視において前記封止樹脂から前記第1方向に突出する第3端子部と、前記複数の第1パッド部および前記第3端子部をつなぐ第3連結部と、を有する、請求項7または8に記載の半導体装置。
  10.  前記複数の第1パッド部は、前記第1方向において前記第2吊り部の隣に位置する第1領域と、前記第1方向において前記第1帯状部の隣に位置する第2領域と、前記第1方向において前記第2連結部の隣に位置する第3領域と、を含み、
     前記第3連結部は、前記第1領域と前記第3端子部とをつなぐ外側連結部と、前記第1領域と前記第2領域とをつなぐ第1内側連結部と、前記第2領域と前記第3領域とをつなぐ第2内側連結部と、を有し、
     前記第1方向視において前記第1帯状部が前記第2領域、前記第1内側連結部および前記第2内側連結部に重なり、前記一対の第2帯状部のそれぞれの一部が前記第1内側連結部と前記第2内側連結部との間に位置する、請求項9に記載の半導体装置。
  11.  前記第3リードは、前記第3領域から前記第2方向に延びる第3吊り部を有する、請求項10に記載の半導体装置。
  12.  前記第2領域の一部は、前記第1内側連結部および前記第2内側連結部の双方から前記第1方向に突出している、請求項11に記載の半導体装置。
  13.  前記第1内側連結部および前記第2内側連結部の各々は、前記第2領域から前記第2方向に延びる帯状領域を有し、
     前記第1内側連結部の前記帯状領域の長さは、前記第2内側連結部の前記帯状領域の長さよりも短い、請求項12に記載の半導体装置。
  14.  前記複数の第4リードの各々は、前記複数の第2スイッチング素子の1つが電気的に接合される第2パッド部と、前記第2パッド部につながり、かつ前記厚さ方向視において前記封止樹脂から前記第1方向に突出する第4端子部と、を有し、
     前記複数の第4端子部は、前記第3端子部とともに前記第2方向に配列されている、請求項12または13に記載の半導体装置。
  15.  前記複数の第2パッド部のいずれかの一部が、前記第1方向視において前記第1領域に重なり、かつ前記外側連結部と前記第1内側連結部との間に位置する、請求項14に記載の半導体装置。
  16.  前記封止樹脂は、互いに前記第2方向に離間する一対の側面を有し、
     前記一対の側面の一方から前記第1吊り部および前記第2吊り部のそれぞれの端面が露出し、
     前記一対の側面の他方から前記第3吊り部の端面が露出している、請求項15に記載の半導体装置。
  17.  前記厚さ方向視において、前記ICは、前記第1方向に延びる帯状である、請求項1ないし16のいずれかに記載の半導体装置。
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