WO2020044668A1 - 半導体装置 - Google Patents

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沢水 神田
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ローム株式会社
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    • H01L2924/301—Electrical effects
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Definitions

  • the present disclosure relates to a semiconductor device including a semiconductor element, and particularly to a semiconductor device in a case where the semiconductor element is a switching element.
  • Patent Document 1 discloses an example of a semiconductor device on which a plurality of switching elements are mounted.
  • a conductive layer (metal pattern) made of a metal foil is disposed on an insulating substrate, and a plurality of switching elements are joined to the conductive layer in a state where the switching elements are electrically connected to the conductive layer.
  • a semiconductor device provided by the present disclosure includes a support member, a conductive member having a main surface and a back surface facing each other in a thickness direction, and the back surface joined to the support member, A semiconductor element joined to the main surface in a conductive state, wherein the conductive member is made of a material containing a carbon fiber reinforced resin.
  • FIG. 1 is a perspective view of a semiconductor device according to a first embodiment of the present disclosure.
  • 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, which is transparent through an insulating layer and a sealing resin.
  • FIG. 4 is a plan view corresponding to FIG. 3, which is transparent through a second input terminal.
  • FIG. 2 is a bottom 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. 2 is a front view of the semiconductor device shown in FIG. 1.
  • FIG. 14 is a sectional view taken along the line IX-IX of FIG. 3.
  • FIG. 4 is a sectional view taken along line XX of FIG. 3. It is the elements on larger scale of FIG.
  • FIG. 12 is a partially enlarged sectional view taken along line XII-XII of FIG. 11.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of a semiconductor device according to a second embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 14 is a sectional view of the semiconductor device shown in FIG. 13.
  • FIG. 14 is a partially enlarged cross-sectional view of the semiconductor device shown in FIG. 13.
  • FIG. 13 is a perspective view of a semiconductor device according to a third embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 17 is a plan view of the semiconductor device shown in FIG. 16, where the semiconductor device has penetrated an insulating layer and a sealing resin.
  • FIG. 17 is a bottom view of the semiconductor device shown in FIG. 16.
  • FIG. 18 is a sectional view taken along the line XIX-XIX in FIG. 17.
  • FIG. 18 is a sectional view taken along the line XX-XX in FIG. 17.
  • FIG. 18 is a partially enlarged cross-sectional view taken along the line XXI-XXI of FIG. 17.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view of a semiconductor device according to a fourth embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 23 is a cross-sectional view of the semiconductor device shown in FIG. 22.
  • FIG. 23 is a partially enlarged cross-sectional view of the semiconductor device shown in FIG. 22.
  • the semiconductor device A10 includes a support member 10, a conductive member 20, a first input terminal 31, a second input terminal 32, an output terminal 33, a pair of gate terminals 34, a pair of detection terminals 35, a plurality of dummy terminals 36, and a plurality of semiconductors.
  • the device 40 includes an element 40, an insulating layer 60 and a sealing resin 70.
  • the semiconductor device A10 further includes a pair of insulating substrates 24, a pair of gate layers 25, and a pair of detection layers 26.
  • the plurality of semiconductor elements 40 include a plurality of first elements 40A and a plurality of second elements 40B.
  • the semiconductor device A10 shown in these figures is a power converter (power module) in which the plurality of semiconductor elements 40 are, for example, MOSFETs.
  • the semiconductor device A10 is used for a drive source of a motor, an inverter device of various electric products, a DC / DC converter, and the like.
  • FIG. 3 is transparent through the insulating layer 60 and the sealing resin 70 for convenience of understanding.
  • the IX-IX line and the XX line are indicated by alternate long and short dash lines, respectively.
  • FIG. 4 further shows the second input terminal 32 in FIG. 3 for convenience of understanding.
  • the thickness direction of the conductive member 20 is referred to as “thickness direction z”.
  • a direction orthogonal to the thickness direction z is referred to as a “first direction x”.
  • a direction orthogonal to both the thickness direction z and the first direction x is referred to as a “second direction y”.
  • the semiconductor device A10 has a rectangular shape when viewed along the thickness direction z, that is, in a plan view.
  • the first direction x corresponds to the longitudinal direction of the semiconductor device A10.
  • the second direction y corresponds to the lateral direction of the semiconductor device A10.
  • the side of the first direction x where the first input terminal 31 and the second input terminal 32 are located is referred to as "one side in the first direction x".
  • the side where the output terminal 33 is located in the first direction x is referred to as “the other side in the first direction x”.
  • “thickness direction z”, “first direction x”, and “second direction y” are also applied to the description of semiconductor devices A20 to A40 described later.
  • the support member 10 supports the conductive member 20 as shown in FIGS.
  • the support member 10 has electric insulation.
  • the support member 10 is made of a material containing a ceramic having excellent thermal conductivity. Examples of the ceramic include aluminum nitride (AlN).
  • the support member 10 includes two regions of a first support portion 10A and a second support portion 10B.
  • the first support 10A and the second support 10B are separated from each other in the first direction x.
  • the first support 10A is located on one side in the first direction x.
  • the second support portion 10B is located on the other side in the first direction x.
  • the first support portion 10A and the second support portion 10B have a rectangular shape having a long side in the second direction y.
  • the configuration of the support member 10 is not limited to this configuration, and may be a single configuration including one sheet.
  • each of the first support 10A and the second support 10B has a support surface 101, a bottom surface 102, and a plurality of side surfaces 103.
  • the support surface 101 faces the side where the conductive member 20 is arranged in the thickness direction z.
  • the support surface 101 is covered with the insulating layer 60.
  • the bottom surface 102 is exposed from the sealing resin 70.
  • Each of the plurality of side surfaces 103 faces one of the first direction x and the second direction y, and is connected to both the support surface 101 and the bottom surface 102.
  • the plurality of side surfaces 103 are covered with the sealing resin 70.
  • the conductive member 20 is supported on the support surface 101 of the support member 10 as shown in FIGS. 3, 9, and 10.
  • the conductive member 20 has a main surface 201 and a back surface 202 facing the opposite sides in the thickness direction z.
  • the main surface 201 faces the side to which the support surface 101 faces in the thickness direction z.
  • the back surface 202 faces the support surface 101.
  • the back surface 202 is joined to the support surface 101 via the first joining layer 19, so that the conductive member 20 is supported by the support member 10.
  • the first bonding layer 19 is made of a material containing a synthetic resin containing metal particles, such as a silver (Ag) paste.
  • the material of the first bonding layer 19 may include an electrically insulating material (for example, epoxy resin).
  • the conductive member 20 is made of a material containing a carbon fiber reinforced resin (Carbon Fiber Reinforced Plastic; CFRP). As shown in FIGS. 9 and 10, in the semiconductor device A10, the conductive member 20 is a laminated plate including a base layer 21 and a conductive layer 22.
  • the base layer 21 has a back surface 202.
  • the base layer 21 is made of a material containing a carbon fiber reinforced resin.
  • the conductive layer 22 is stacked on the base layer 21.
  • Conductive layer 22 has main surface 201.
  • the conductive layer 22 is made of copper (Cu) or a copper alloy.
  • the conductive layer 22 is laminated on the base layer 21 by, for example, depositing a metal thin film on the base layer 21 by a sputtering method and then depositing copper or the like on the metal thin film by electrolytic plating.
  • the main surface 201 may be plated with silver, for example.
  • the plurality of carbon fibers 21A constituting the carbon fiber reinforced resin all extend in the thickness direction z.
  • one end face in the thickness direction z is in contact with the conductive layer 22, and the other end face in the thickness direction z is in contact with the first bonding layer 19.
  • the conductive member 20 includes two regions of a first conductive portion 20A and a second conductive portion 20B.
  • the first conductive portion 20A and the second conductive portion 20B have a rectangular shape with the long side in the second direction y.
  • the number and shape of the regions of the conductive member 20 are not limited to this configuration, and can be freely set based on the number and arrangement of the semiconductor elements 40 set according to the performance required of the semiconductor device A10.
  • the first conductive portion 20A is joined to the support surface 101 of the first support portion 10A.
  • a plurality of first elements 40A are joined to the main surface 201 of the first conductive portion 20A in a state where the first elements 40A are electrically connected to the first conductive portion 20A.
  • the second conductive portion 20B is joined to the support surface 101 of the second support portion 10B.
  • the plurality of second elements 40B are joined to the main surface 201 of the second conductive portion 20B in a state of being electrically connected to the second conductive portion 20B.
  • one of the pair of insulating substrates 24 is joined to the surface of the first conductive portion 20A, and the other is joined to the surface of the second conductive portion 20B.
  • the pair of insulating substrates 24 has a band shape extending in the second direction y.
  • the insulating substrate 24 joined to the surface of the first conductive portion 20A is located on the other side in the first direction x with respect to the plurality of first elements 40A.
  • the insulating substrate 24 joined to the surface of the second conductive portion 20B is located on one side in the first direction x with respect to the plurality of second elements 40B.
  • the pair of insulating substrates 24 is made of a material containing, for example, glass epoxy resin.
  • one pair of the gate layers 25 is disposed on the insulating substrate 24 joined to the surface of the first conductive portion 20A, and the other is formed on the second conductive portion 20B. It is arranged on an insulating substrate 24 bonded to the surface.
  • the pair of gate layers 25 have a band shape extending in the second direction y.
  • the pair of gate layers 25 have conductivity.
  • the pair of gate layers 25 are made of, for example, copper.
  • one pair of the detection layers 26 is disposed on the insulating substrate 24 joined to the surface of the first conductive portion 20A, and the other is formed on the second conductive portion 20B. It is arranged on an insulating substrate 24 bonded to the surface.
  • the pair of detection layers 26 are located next to the pair of gate layers 25 in the first direction x.
  • the pair of detection layers 26 has a band shape extending in the second direction y.
  • the pair of detection layers 26 has conductivity.
  • the pair of detection layers 26 are made of, for example, copper.
  • the first input terminal 31 and the second input terminal 32 are located on one side in the first direction x as shown in FIGS.
  • DC power (voltage) to be converted is input to the first input terminal 31 and the second input terminal 32.
  • the first input terminal 31 is a positive electrode (P terminal).
  • the second input terminal 32 is a negative electrode (N terminal).
  • the second input terminal 32 is disposed apart from both the first input terminal 31 and the conductive member 20 in the thickness direction z.
  • the first input terminal 31 and the second input terminal 32 are metal plates.
  • the metal plate is made of copper or a copper alloy.
  • the first input terminal 31 has a first pad section 311 and a first terminal section 312 as shown in FIG.
  • a boundary between the first pad portion 311 and the first terminal portion 312 is a surface along the second direction y and the thickness direction z, and is located on one side in the first direction x.
  • the first side surface 73A of the sealing resin 70 (to be described in detail later).
  • the first pad section 311 is entirely covered with the sealing resin 70.
  • the other side of the first pad portion 311 in the first direction x has a comb shape. This comb-shaped portion is joined to the surface of the first conductive portion 20A in a state where it is electrically connected to the first conductive portion 20A.
  • the bonding is performed by solder bonding, ultrasonic bonding, or the like. Thereby, the first input terminal 31 is electrically connected to the first conductive portion 20A.
  • the first terminal portion 312 extends from the sealing resin 70 to one side in the first direction x.
  • the first terminal portion 312 When viewed along the thickness direction z, the first terminal portion 312 has a rectangular shape. Both sides of the first terminal 312 in the second direction y are covered with the sealing resin 70. Other portions of the first terminal portion 312 are exposed from the sealing resin 70.
  • the first input terminal 31 is supported by both the conductive member 20 (first conductive portion 20A) and the sealing resin 70.
  • the second input terminal 32 has a second pad portion 321 and a second terminal portion 322 as shown in FIG.
  • the boundary between the second pad portion 321 and the second terminal portion 322 in the second input terminal 32 is defined by the first pad portion 311 and the first terminal portion 312 in the first input terminal 31.
  • Match the boundaries of The second pad portion 321 has a connecting portion 221A and a plurality of extending portions 321B.
  • the connecting portion 221A has a band shape extending in the second direction y.
  • the connecting portion 221A is connected to the second terminal portion 322.
  • the plurality of extending portions 321B have a band shape extending from the connecting portion 221A toward the other side in the first direction x.
  • the plurality of extending portions 321B are separated from each other in the second direction y. As shown in FIG. 10, the plurality of extending portions 321B are bent when viewed along the second direction y.
  • the surfaces of the plurality of extension portions 321B may be plated with, for example, silver.
  • the second terminal portion 322 extends from the sealing resin 70 to one side in the first direction x.
  • the second terminal portion 322 When viewed along the thickness direction z, the second terminal portion 322 has a rectangular shape. Both sides of the second terminal portion 322 in the second direction y are covered with the sealing resin 70. The other portion of the second terminal portion 322 is exposed from the sealing resin 70.
  • the second terminal portion 322 overlaps the first terminal portion 312 of the first input terminal 31 when viewed along the thickness direction z.
  • the second terminal portion 322 is separated from the first terminal portion 312 in the thickness direction z on the side where the support surface 101 of the support member 10 faces. Note that, in the example shown by the semiconductor device A10, the shape of the second terminal portion 322 is the same as the shape of the first terminal portion 312.
  • the insulating member 39 is sandwiched between the first terminal portion 312 of the first input terminal 31 and the second terminal portion 322 of the second input terminal 32 in the thickness direction z, as shown in FIGS. ing.
  • the insulating member 39 is a flat plate.
  • the insulating member 39 is made of, for example, insulating paper.
  • the entire first input terminal 31 overlaps the insulating member 39.
  • the second input terminal 32 a part of the second pad portion 321 and the whole of the second terminal portion 322 are in contact with the insulating member 39 when viewed in the thickness direction z.
  • Those portions which overlap the insulating member 39 when viewed along the thickness direction z are in contact with the insulating member 39.
  • the first input terminal 31 and the second input terminal 32 are insulated from each other by the insulating member 39.
  • Part of the insulating member 39 (the other side in the first direction x and both sides in the second direction y) is covered with the sealing resin 70.
  • the insulating member 39 has an interposed portion 391 and an extended portion 392, as shown in FIGS. 3, 4, and 10.
  • the interposition part 391 is located between the first terminal part 312 of the first input terminal 31 and the second terminal part 322 of the second input terminal 32 in the thickness direction z.
  • the interposition part 391 is entirely sandwiched between the first terminal part 312 and the second terminal part 322.
  • the extension portion 392 extends from the interposition portion 391 to one side in the first direction x further than the first terminal portion 312 and the second terminal portion 322. For this reason, the extension 392 is located on one side in the first direction x with respect to the first terminal 312 and the second terminal 322. Both sides of the extension 392 in the second direction y are covered with the sealing resin 70.
  • the output terminal 33 is located on the other side in the first direction x as shown in FIGS. 2 to 7 (excluding FIG. 6). From the output terminal 33, AC power (voltage) converted by the plurality of semiconductor elements 40 is output.
  • the output terminal 33 is a metal plate.
  • the metal plate is made of copper or a copper alloy.
  • the output terminal 33 has a pad 331 and a terminal 332.
  • the boundary between the pad portion 331 and the terminal portion 332 is a surface along the second direction y and the thickness direction z, and the first side surface 73A of the sealing resin 70 located on the other side in the first direction x ( The details are described later).
  • the entire pad portion 331 is covered with the sealing resin 70.
  • One side of the pad portion 331 in the first direction x has a comb shape.
  • This comb-shaped portion is joined to the surface of the second conductive portion 20B in a state where it is electrically connected to the second conductive portion 20B.
  • the bonding is performed by solder bonding, ultrasonic bonding, or the like.
  • the output terminal 33 is electrically connected to the second conductive portion 20B.
  • the terminal portion 332 extends from the sealing resin 70 to the other side in the first direction x. When viewed along the thickness direction z, the terminal portion 332 has a rectangular shape. Both sides of the terminal portion 332 in the second direction y are covered with the sealing resin 70. Other portions of the terminal portion 332 are exposed from the sealing resin 70.
  • the output terminal 33 is supported by both the conductive member 20 (the second conductive portion 20B) and the sealing resin 70.
  • the plurality of semiconductor elements 40 include a first conductive portion 20A and a second conductive portion 20 that constitute the conductive member 20. It is joined in a conductive state to the portion 20B.
  • the plurality of semiconductor elements 40 are staggered along the second direction y.
  • the plurality of first elements 40A constitute an upper arm circuit of the semiconductor device A10.
  • the plurality of second elements 40B constitute a lower arm circuit of the semiconductor device A10.
  • the plurality of semiconductor elements 40 have a rectangular shape (a square shape in the semiconductor device A10) when viewed along the thickness direction z.
  • the plurality of semiconductor elements 40 include four first elements 40A and four second elements 40B. Note that the number of the plurality of semiconductor elements 40 is not limited to this configuration, and can be set freely according to the performance required of the semiconductor device A10.
  • the plurality of first elements 40A and the plurality of second elements 40B are all the same semiconductor element.
  • the semiconductor element is, for example, a MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor) formed using a semiconductor material mainly composed of silicon carbide (SiC).
  • MOSFET Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor
  • the plurality of first elements 40A and the plurality of second elements 40B are not limited to MOSFETs, but may be field effect transistors including MISFETs (Metal-Insulator-Semiconductor Field-Effect Transistors) or IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors). Bipolar transistors may be used.
  • MISFETs Metal-Insulator-Semiconductor Field-Effect Transistors
  • IGBTs Insulated Gate Bipolar Transistors
  • each of the plurality of first elements 40A and the plurality of second elements 40B includes a first surface 401, a second surface 402, a first electrode 41, a second electrode 42, and a gate electrode 43. And an insulating film 44.
  • the first surface 401 and the second surface 402 face opposite sides in the thickness direction z. Among these, the first surface 401 faces the side to which the support surface 101 of the support member 10 faces.
  • the first electrode 41 is provided on the first surface 401.
  • a source current flows through the first electrode 41.
  • the first electrode 41 is divided into four regions.
  • the plurality of first wires 50A are individually connected to the four divided regions.
  • the plurality of first wires 50A are made of, for example, aluminum.
  • the multiple first wires 50A connected to the first electrodes 41 of the multiple first elements 40A are connected to the main surface 201 of the second conductive unit 20B.
  • the first electrodes 41 of the plurality of first elements 40A are electrically connected to the second conductive unit 20B.
  • the multiple first wires 50A extend in the first direction x.
  • a plurality of second wires 50B are individually connected to the four divided regions.
  • the plurality of second wires 50B are made of, for example, aluminum.
  • the plurality of second wires 50B connected to the first electrodes 41 of the plurality of second elements 40B are connected to the surfaces of the plurality of extending portions 321B (second pad portions 321) of the second input terminal 32.
  • the first electrodes 41 of the plurality of second elements 40 ⁇ / b> B are electrically connected to the second input terminal 32. Therefore, the second input terminal 32 is electrically connected to the plurality of second elements 40B forming a part of the plurality of semiconductor elements 40.
  • the multiple second wires 50B extend in the first direction x.
  • the second electrode 42 is provided over the entire second surface 402. A drain current flows through the second electrode 42.
  • Each of the second electrodes 42 of the plurality of first elements 40A is joined to the main surface 201 thereof in a state of being electrically connected to the first conductive portion 20A by the second joining layer 29 having conductivity.
  • the second bonding layer 29 is, for example, a lead-free solder containing tin (Sn) as a main component.
  • Each of the second electrodes 42 of the plurality of second elements 40B is joined to the main surface 201 thereof in a state where the second electrodes 42 are electrically connected to the second conductive portion 20B by the second joining layer 29.
  • the gate electrode 43 is provided on the first surface 401.
  • a gate voltage for driving each of the plurality of first elements 40A and the plurality of second elements 40B is applied to the gate electrode 43.
  • the size of the gate electrode 43 is smaller than the size of the first electrode 41.
  • One of the plurality of first gate wires 51A is connected to the gate electrode 43.
  • the plurality of first gate wires 51A are made of, for example, aluminum.
  • the plurality of first gate wires 51A connected to the gate electrodes 43 of the plurality of first elements 40A are connected to the gate layer 25 arranged on the insulating substrate 24 joined to the first conductive portion 20A.
  • the plurality of first gate wires 51A connected to the gate electrodes 43 of the plurality of second elements 40B are connected to the gate layer 25 disposed on the insulating substrate 24 joined to the second conductive portion 20B.
  • one of the plurality of first detection wires 52A is connected to each of the first electrodes 41 of the plurality of first elements 40A and the plurality of second elements 40B.
  • the first detection wire 52A is connected to any of the four regions divided in the first electrode 41.
  • the plurality of first detection wires 52A are made of, for example, aluminum.
  • the plurality of first detection wires 52A connected to the first electrodes 41 of the plurality of first elements 40A are connected to the detection layer 26 disposed on the insulating substrate 24 joined to the first conductive portion 20A.
  • the plurality of first detection wires 52A connected to the first electrodes 41 of the plurality of second elements 40B are connected to the detection layer 26 disposed on the insulating substrate 24 joined to the second conductive portion 20B.
  • the insulating film 44 is provided on the first surface 401.
  • the insulating film 44 has an electrical insulating property.
  • the insulating film 44 surrounds the first electrode 41 as viewed in the thickness direction z.
  • the insulating film 44 is formed, for example, by stacking a silicon dioxide (SiO 2 ) layer, a silicon nitride (Si 3 N 4 ) layer, and a polybenzoxazole (PBO) layer in this order from the first surface 401.
  • a polyimide layer may be used instead of the polybenzoxazole layer.
  • the pair of gate terminals 34, the pair of detection terminals 35, and the plurality of dummy terminals 36 are located adjacent to the support member 10 in the second direction y, as shown in FIG. These terminals are arranged along the first direction x.
  • the pair of gate terminals 34, the pair of detection terminals 35, and the plurality of dummy terminals 36 are all formed of the same lead frame.
  • one of the pair of gate terminals 34 is located adjacent to the first support 10A in the second direction y, and the other is located adjacent to the second support 10B in the second direction y. I do.
  • a gate voltage for driving any of the plurality of first elements 40A and the plurality of second elements 40B is applied to each of the pair of gate terminals 34.
  • Each of the pair of gate terminals 34 has a pad portion 341 and a terminal portion 342.
  • the pad section 341 is covered with the sealing resin 70. Thereby, the pair of gate terminals 34 are supported by the sealing resin 70.
  • the surface of the pad portion 341 may be plated with, for example, silver.
  • the terminal portion 342 is connected to the pad portion 341 and is exposed from the sealing resin 70 (see FIG. 8).
  • the terminal portion 342 has an L-shape when viewed along the first direction x.
  • the pair of detection terminals 35 are located next to the pair of gate terminals 34 in the first direction x, as shown in FIG. From each of the pair of detection terminals 35, a voltage (a voltage corresponding to a source current) applied to the plurality of first electrodes 41 corresponding to one of the plurality of first elements 40A and the plurality of second elements 40B is detected. You.
  • Each of the pair of detection terminals 35 has a pad 351 and a terminal 352.
  • the pad 351 is covered with the sealing resin 70.
  • the surface of the pad 351 may be plated with, for example, silver.
  • the terminal portion 352 is connected to the pad portion 351 and is exposed from the sealing resin 70 (see FIG. 8).
  • the terminal portion 352 has an L shape when viewed along the first direction x.
  • the plurality of dummy terminals 36 are located on the opposite side of the pair of gate terminals 34 with respect to the pair of detection terminals 35 in the first direction x.
  • the number of the dummy terminals 36 is six. Of these, three dummy terminals 36 are located on one side in the first direction x. The remaining three dummy terminals 36 are located on the other side in the first direction x. Note that the number of the plurality of dummy terminals 36 is not limited to this configuration. Further, the semiconductor device A10 may not include the plurality of dummy terminals 36.
  • Each of the plurality of dummy terminals 36 has a pad portion 361 and a terminal portion 362.
  • the pad 361 is covered with the sealing resin 70.
  • the plurality of dummy terminals 36 are supported by the sealing resin 70.
  • the surface of the pad 361 may be plated with, for example, silver.
  • the terminal portion 362 is connected to the pad portion 361 and is exposed from the sealing resin 70 (see FIG. 8). As shown in FIGS. 6 and 7, the terminal portion 362 has an L shape when viewed along the first direction x.
  • the shapes of the terminal portions 342 of the pair of gate terminals 34 and the terminal portions 352 of the pair of detection terminals 35 are the same as the shapes of the terminal portions 362.
  • the semiconductor device A10 further includes a pair of second gate wires 51B and a pair of second detection wires 52B.
  • the pair of second gate wires 51B and the pair of second detection wires 52B are made of, for example, aluminum.
  • the pair of second gate wires 51B are individually connected to the pair of gate layers 25 and the pair of gate terminals 34, as shown in FIGS.
  • the pair of second gate wires 51B are connected to the surfaces of the pair of pad portions 341.
  • the gate terminal 34 located adjacent to the first support 10A in the second direction y is electrically connected to the gate electrodes 43 of the plurality of first elements 40A.
  • the gate terminal 34 located adjacent to the second support 10B in the second direction y is electrically connected to the gate electrodes 43 of the plurality of second elements 40B.
  • the pair of second detection wires 52B are individually connected to the pair of detection layers 26 and the pair of detection terminals 35, as shown in FIGS. In the pair of detection terminals 35, the pair of second detection wires 52B are connected to the surfaces of the pair of pad portions 351.
  • the detection terminal 35 located adjacent to the first support 10A in the second direction y is electrically connected to the first electrodes 41 of the plurality of first elements 40A.
  • the detection terminal 35 located adjacent to the second support 10B in the second direction y is electrically connected to the first electrodes 41 of the plurality of second elements 40B.
  • the insulating layer 60 includes a support surface 101 of the support member 10, the conductive member 20 and the plurality of semiconductor elements 40, and a first input terminal 31, a second input terminal 32 and an output terminal 33. Each part is covered.
  • the insulating layer 60 includes a plurality of first wires 50A, a plurality of second wires 50B, a plurality of first gate wires 51A, a plurality of first detection wires 52A, a pair of second gate wires 51B, and a pair of second detection wires. 52B is further covered.
  • the insulating layer 60 contains an electric insulating material having relatively high resistance to temperature cycles.
  • the electrically insulating materials are polyimide and silicone gel.
  • the weight content ratio of the polyimide and the silicone gel in the insulating layer 60 is 1 to 1.5 for silicone and 1 to 7.0 for silicone gel. That is, in the insulating layer 60, the weight of the polyimide is larger than the weight of the silicone gel.
  • polyimide molecules and silicone gel molecules are mixed. It is more preferable that the molecules of the polyimide and the molecules of the silicone gel are uniformly dispersed throughout the insulating layer 60.
  • the insulating layer 60 is formed by, for example, application using a spray.
  • the sealing resin 70 is located around the conductive member 20 and the plurality of semiconductor elements 40 as shown in FIGS. 9 and 10.
  • the sealing resin 70 covers a part (the plurality of side surfaces 103) of the support member 10 and the insulating layer 60.
  • the sealing resin 70 is made of a material containing a thermoplastic resin containing a plurality of carbon fibers 70A.
  • the length of each of the plurality of carbon fibers 70A is relatively small.
  • the plurality of carbon fibers 70A are in a state of being uniformly dispersed in the sealing resin 70.
  • the thermoplastic resin is, for example, polypropylene (PP).
  • the sealing resin 70 is formed by, for example, injection molding.
  • the sealing resin 70 includes a top surface 71, a bottom surface 72, a pair of first side surfaces 73A, a pair of second side surfaces 73B, a plurality of third side surfaces 73C, and a plurality of third side surfaces 73C. It has four side surfaces 73D and a plurality of mounting holes 74.
  • the top surface 71 faces the side of the thickness direction z to which the support surface 101 of the support member 10 faces.
  • the bottom surface 72 faces the opposite side to the top surface 71 in the thickness direction z.
  • a pair of bottom surfaces 102 of the support member 10 are exposed from the bottom surface 72.
  • the bottom surface 72 has a frame shape surrounding the pair of bottom surfaces 102.
  • the pair of first side surfaces 73A are connected to both the top surface 71 and the bottom surface 72 and face the first direction x. From the first side surface 73A located on one side in the first direction x, the first terminal portion 312 of the first input terminal 31 and the second terminal portion 322 of the second input terminal 32 are located on one side in the first direction x. Extending towards. A terminal portion 332 of the output terminal 33 extends from the first side surface 73A located on the other side in the second direction y toward the other side in the first direction x. Thus, a part of each of the first input terminal 31 and the second input terminal 32 is exposed from the sealing resin 70 on one side in the first direction x. In addition, a part of the output terminal 33 is exposed from the sealing resin 70 on the other side in the first direction x.
  • the pair of second side surfaces 73B are connected to both the top surface 71 and the bottom surface 72 and face the second direction y.
  • a terminal portion 342 of the pair of gate terminals 34, a terminal portion 352 of the pair of detection terminals 35, and a terminal portion 362 of the plurality of dummy terminals 36 are exposed from one of the pair of second side surfaces 73B.
  • the plurality of third side surfaces 73C are connected to both the top surface 71 and the bottom surface 72 and face the second direction y.
  • the plurality of third side surfaces 73C include a pair of third side surfaces 73C located on one side in the first direction x and a pair of third side surfaces 73C located on the other side in the first direction x.
  • the pair of third side surfaces 73C face each other in the second direction y.
  • the pair of third side surfaces 73C is connected to both ends of the first side surface 73A in the second direction y.
  • the plurality of fourth side surfaces 73D are connected to both the top surface 71 and the bottom surface 72 and face the first direction x.
  • the plurality of fourth side surfaces 73D are located outside the semiconductor device A10 in the first direction x than the pair of first side surfaces 73A.
  • the plurality of fourth side surfaces 73D include a pair of fourth side surfaces 73D located on one side in the first direction x and a pair of fourth side surfaces 73D located on the other side in the first direction x.
  • both ends of the pair of fourth side surfaces 73D in the second direction y are connected to a pair of second side surfaces 73B and a pair of third side surfaces 73C.
  • the plurality of mounting holes 74 pass through the sealing resin 70 from the top surface 71 to the bottom surface 72 in the thickness direction z.
  • the plurality of attachment holes 74 are used when attaching the semiconductor device A10 to a heat sink (not shown).
  • the edges of the plurality of mounting holes 74 are circular.
  • the plurality of mounting holes 74 are located at four corners of the sealing resin 70 when viewed along the thickness direction z.
  • the semiconductor device A10 includes the support member 10, the conductive member 20 bonded to the support member 10, and the semiconductor element 40 bonded to the main surface 201 in a state of being electrically connected to the conductive member 20.
  • the conductive member 20 is made of a material containing a carbon fiber reinforced resin.
  • the thermal conductivity of the carbon fiber reinforced resin can be at least twice the thermal conductivity of copper (about 400 W / (m ⁇ K)).
  • the conductive member 20 contains the carbon fiber reinforced resin, thermal expansion of the conductive member 20 can be suppressed. Thereby, thermal stress acting on the second bonding layer 29 interposed between the conductive member 20 and the semiconductor element 40 is reduced, so that cracks in the second bonding layer 29 caused by the thermal stress can be further reduced. It can be suppressed effectively.
  • the conductive member 20 includes the base layer 21 and the conductive layer 22.
  • the base layer 21 is made of a material containing a carbon fiber reinforced resin.
  • the conductive layer 22 has a main surface 201 and is stacked on the base layer 21.
  • the base layer 21 has conductivity since it contains a carbon fiber reinforced resin, but has a relatively low electrical resistivity. Therefore, current flowing from conductive member 20 to semiconductor element 40 can be further stabilized by conductive layer 22 made of copper, for example.
  • the semiconductor element 40 can be more reliably bonded to the conductive member 20 in a conductive state using the second bonding layer 29 that is a lead-free solder.
  • the plurality of carbon fibers 21A constituting the carbon fiber reinforced resin all extend in the thickness direction z.
  • the thermal conductivity of the carbon fiber reinforced resin is greatest in the direction in which the plurality of carbon fibers 21A constituting the resin extend.
  • the semiconductor device A10 further includes a sealing resin 70 located around the conductive member 20 and the semiconductor element 40.
  • the sealing resin 70 contains a plurality of carbon fibers 70A. Thereby, the mechanical strength of the sealing resin 70 can be improved, so that the occurrence of cracks in the sealing resin 70 can be more effectively suppressed.
  • the conductive member 20 and the semiconductor element 40 can be protected from external factors by the sealing resin 70.
  • the semiconductor device A10 further includes an insulating layer 60 covering the conductive member 20 and the semiconductor element 40.
  • the sealing resin 70 covers the insulating layer 60. Since the sealing resin 70 contains a plurality of carbon fibers 70A, the sealing resin 70 has conductivity. By providing the insulating layer 60, electrical insulation between the conductive member 20 and the semiconductor element 40 and the sealing resin 70 can be achieved.
  • the insulating layer 60 contains an electrical insulating material having relatively high resistance to temperature cycles. Therefore, it is preferable that the insulating layer 60 contains polyimide. Furthermore, by including the silicone gel in the insulating layer 60 in addition to the polyimide, the resistance of the insulating layer 60 to a temperature cycle can be further increased. At the same time, the formation of the insulating layer 60 by application using a spray or the like becomes easier.
  • the bottom surface 102 which is a part of the support member 10 is exposed from the sealing resin 70. Thereby, a heat sink can be connected to the bottom surface 102, so that the heat dissipation of the semiconductor device A10 is further improved.
  • the semiconductor device A10 further includes a first input terminal 31 and a second input terminal 32.
  • the first input terminal 31 is electrically connected to the first conductive portion 20A of the conductive member 20.
  • the second input terminal 32 is electrically connected to the plurality of second elements 40B joined to the main surface 201 of the second conductive portion 20B of the conductive member 20. Since the insulating layer 60 covers a part of each of the first input terminal 31 and the second input terminal 32, electric insulation between the first input terminal 31 and the second input terminal 32 and the sealing resin 70 is not shown. It will be in the state that was done.
  • the first input terminal 31 has a first terminal portion 312 exposed from the sealing resin 70.
  • the second input terminal 32 has a second terminal portion 322 exposed from the sealing resin 70. When viewed along the thickness direction z, at least a part of the second terminal portion 322 overlaps the first terminal portion 312. Thereby, when the semiconductor device A10 is used, the inductance of the first input terminal 31 can be reduced by the magnetic field generated from the second terminal portion 322.
  • FIG. 13 is the same as the cross-sectional position shown in FIG.
  • the cross-sectional position shown in FIG. 14 is the same as the cross-sectional position shown in FIG.
  • the cross-sectional position shown in FIG. 15 is the same as the cross-sectional position shown in FIG.
  • the semiconductor device A20 differs from the above-described semiconductor device A10 in the configuration of the conductive member 20.
  • the conductive member 20 (the first conductive portion 20A and the second conductive portion 20B) is a laminated plate including the base layer 21, the conductive layer 22, and the intermediate layer 23. .
  • the intermediate layer 23 has a back surface 202.
  • the intermediate layer 23 is made of a metal.
  • the metal is copper or a copper alloy.
  • the base layer 21 is laminated on the intermediate layer 23.
  • the conductive layer 22 is stacked on the base layer 21. For this reason, the base layer 21 is sandwiched between the conductive layer 22 and the intermediate layer 23.
  • the method for forming the intermediate layer 23 is the same as the method for laminating the conductive layer 22 described above in the description of the semiconductor device A10.
  • the plurality of carbon fibers 21A constituting the carbon fiber reinforced resin all extend in the thickness direction z.
  • one end face in the thickness direction z is in contact with the conductive layer 22, and the other end face in the thickness direction z is in contact with the intermediate layer 23.
  • the semiconductor device A20 includes the conductive member 20 bonded to the support member 10 and the semiconductor element 40 bonded to the main surface 201 in a state of being electrically connected to the conductive member 20, similarly to the semiconductor device A10 described above.
  • the conductive member 20 is made of a material containing a carbon fiber reinforced resin. Therefore, the heat dissipation can be improved also by the semiconductor device A20.
  • the conductive member 20 includes a base layer 21, a conductive layer 22, and an intermediate layer 23.
  • the intermediate layer 23 has a back surface 202 and is made of metal.
  • the base layer 21 is made of a material containing carbon fibers, and is laminated on the intermediate layer 23.
  • the conductive layer 22 has a main surface 201 and is laminated on the base layer 21.
  • the intermediate layer 23 allows the conductive member 20 to be easily joined to the support member 10 using the first joining layer 19, which is, for example, lead-free solder. Further, the current flowing from the conductive member 20 to the semiconductor element 40 can be further stabilized by the conductive layer 22. In addition, the semiconductor element 40 can be more reliably bonded to the conductive member 20 in a conductive state using the second bonding layer 29 that is a lead-free solder.
  • FIGS. 1-10 A semiconductor device A30 according to the third embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIGS.
  • the same or similar elements of the semiconductor device A10 described above are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
  • the semiconductor device A30 includes the support member 10, the conductive member 20, the first lead 37, the second lead 38, the semiconductor element 40, the plurality of first wires 50A, the second wires 50B, the insulating layer 60, and the sealing resin 70.
  • the configuration other than the conductive member 20 is different from the semiconductor device A10 described above.
  • the semiconductor element 40 is an example in which the semiconductor element 40 is an n-channel MOSFET having a vertical structure.
  • the support member 10 supports the conductive member 20.
  • the support member 10 has conductivity.
  • the support member 10 is formed of the same lead frame together with the first lead 37 and the second lead 38.
  • the lead frame is made of copper or a copper alloy.
  • the support member 10 has a mounting portion 11, a terminal portion 12, and a connecting portion 13.
  • the mounting portion 11 has a support surface 101, a bottom surface 102, and a plurality of side surfaces 103.
  • the support surface 101 and the plurality of side surfaces 103 are covered with the insulating layer 60.
  • the bottom surface 102 is exposed from the sealing resin 70.
  • the support surface 101 may be plated with, for example, silver.
  • the mounting section 11 is provided with a hole 111.
  • the hole 111 penetrates the mounting portion 11 from the support surface 101 to the bottom surface 102 in the thickness direction z.
  • the hole 111 has a circular shape when viewed along the thickness direction z.
  • the peripheral surface of the hole 111 is covered with the insulating layer 60.
  • the terminal portion 12 is exposed from the sealing resin 70.
  • the terminal portion 12 extends in the first direction x.
  • the position of the terminal portion 12 in the thickness direction z is different from the position of the mounting portion 11 in the thickness direction z.
  • the surface of the terminal portion 12 may be plated with, for example, tin.
  • the connecting portion 13 connects the mounting portion 11 and the terminal portion 12 to each other. As shown in FIG. 20, the connecting portion 13 is bent in a U-shape when viewed along the second direction y. The connection part 13 is covered with the insulating layer 60.
  • the conductive member 20 is electrically connected to the mounting portion 11 of the support member 10 via the first bonding layer 19 having conductivity. It is joined in a state.
  • the first bonding layer 19 is made of a material containing a synthetic resin containing metal particles, such as a silver paste.
  • the first lead 37 is arranged on one side in the second direction y with respect to the terminal portion 12 and the connecting portion 13 of the support member 10.
  • the position of the first lead 37 in the thickness direction z is the same as the position of the terminal portion 12 in the thickness direction z.
  • the first lead 37 has a pad portion 371 and a terminal portion 372.
  • the pad section 371 is covered with the insulating layer 60.
  • the surface of the pad portion 371 may be plated with, for example, silver.
  • the terminal portion 372 is exposed from the sealing resin 70.
  • the terminal portion 372 extends in the first direction x.
  • the surface of the terminal portion 372 may be plated with, for example, tin.
  • the second lead 38 is arranged on the other side in the second direction y with respect to the terminal portion 12 and the connecting portion 13 of the support member 10.
  • the cross-sectional configuration of the second lead 38 along the second direction y is the same as the cross-sectional configuration of the first lead 37 shown in FIG.
  • the position of the second lead 38 in the thickness direction z is the same as the position of the first lead 37 and the terminal portion 12 of the support member 10 in the thickness direction z.
  • the second lead 38 has a pad portion 381 and a terminal portion 382.
  • the pad section 381 is covered with the insulating layer 60.
  • the surface of the pad portion 381 may be plated with silver, for example.
  • the terminal portion 382 is exposed from the sealing resin 70.
  • the terminal portion 382 extends in the first direction x. Note that the surface of the terminal portion 382 may be plated with, for example, tin.
  • the terminal portion 372 of the first lead 37, the terminal portion 12 of the support member 10, and the terminal portion 382 of the second lead 38 are arranged in the second direction y.
  • the terminal portion 12 is located between the terminal portion 372 and the terminal portion 382.
  • the first electrode 41 of the semiconductor element 40 is composed of a single region.
  • the gate electrode 43 of the semiconductor element 40 is adjacent to a part of the periphery of the first electrode 41 when viewed along the thickness direction z.
  • the second electrode 42 of the semiconductor element 40 is connected to the conductive layer 22 of the conductive member 20 via the second bonding layer 29 in a conductive state. As a result, the drain current of the semiconductor element 40 flows through the terminal portion 12.
  • the plurality of first wires 50A are connected to the first electrode 41 of the semiconductor element 40 and the pad portion 371 of the first lead 37.
  • the plurality of first wires 50A are made of, for example, aluminum.
  • the terminal portion 372 of the first lead 37 is electrically connected to the first electrode 41. Therefore, the source current of the semiconductor element 40 flows through the terminal portion 372.
  • the number of the plurality of first wires 50A is two, but the number is not limited to this.
  • the second wire 50B is connected to the gate electrode 43 of the semiconductor element 40 and the pad portion 381 of the second lead 38.
  • the second wire 50B is made of, for example, gold (Au).
  • Au gold
  • the insulating layer 60 covers the conductive member 20 and the semiconductor element 40, and the support member 10, and a part of each of the first lead 37 and the second lead 38. Although not shown, the insulating layer 60 further covers the plurality of first wires 50A and the second wires 50B. Note that the material of the insulating layer 60 is the same as the material of the insulating layer 60 of the semiconductor device A10 described above.
  • the sealing resin 70 is located around the conductive member 20 and the plurality of semiconductor elements 40 as shown in FIGS.
  • the sealing resin 70 covers the insulating layer 60.
  • the sealing resin 70 includes a plurality of carbon fibers 70A.
  • the material of the sealing resin 70 is the same as the material of the sealing resin 70 of the semiconductor device A10 described above.
  • the sealing resin 70 has a top surface 71, a bottom surface 72, a pair of first side surfaces 73A, a pair of second side surfaces 73B, and mounting holes 74.
  • the top surface 71 faces the side of the thickness direction z to which the support surface 101 of the mounting portion 11 of the support member 10 faces.
  • the bottom surface 72 faces the opposite side to the top surface 71 in the thickness direction z.
  • the bottom surface 102 of the mounting portion 11 of the support member 10 is exposed from the bottom surface 72. Therefore, in the semiconductor device A30, a part of the support member 10 is configured to be exposed from the sealing resin 70.
  • the bottom surface 72 has a frame shape surrounding the bottom surface 102.
  • the pair of first side surfaces 73A are connected to both the top surface 71 and the bottom surface 72 and face the first direction x.
  • the terminal portion 12 of the support member 10, the terminal portion 372 of the first lead 37, and the terminal portion 382 of the second lead 38 are exposed from the first side surface 73A located on one side in the first direction x.
  • the pair of second side surfaces 73B is connected to both the top surface 71 and the bottom surface 72 and faces in the second direction y.
  • the mounting hole 74 penetrates the sealing resin 70 in the thickness direction z from the top surface 71 to the bottom surface 72. A part of the mounting hole 74 is accommodated in the hole 111 of the mounting portion 11 of the support member 10.
  • the attachment hole 74 is used when attaching the semiconductor device A30 to a heat sink (not shown).
  • the mounting hole 74 has a circular shape when viewed along the thickness direction z.
  • the semiconductor device A30 includes the conductive member 20 bonded to the support member 10 and the semiconductor element 40 bonded to the main surface 201 in a state of being electrically connected to the conductive member 20, similarly to the semiconductor device A10 described above.
  • the conductive member 20 is made of a material containing a carbon fiber reinforced resin. Therefore, heat dissipation can be improved also by the semiconductor device A30.
  • the conductive member 20 contains the carbon fiber reinforced resin, the conductive member 20 can be used as a reinforcing member for the mounting portion 11 of the support member 10. Thereby, the thickness of the mounting portion 11 can be reduced, and the heat dissipation of the semiconductor device A30 can be further improved.
  • the conductive member 20 includes the base layer 21 and the conductive layer 22 similarly to the semiconductor device A10 described above. With the conductive layer 22, the semiconductor element 40 can be more reliably bonded to the conductive member 20 in a conductive state using the second bonding layer 29 that is a lead-free solder.
  • the plurality of carbon fibers 21A constituting the carbon fiber reinforced resin all extend in the thickness direction z.
  • the base layer 21 allows the heat conducted from the semiconductor element 40 to the conductive member 20 to be more efficiently conducted to the support member 10.
  • the electrical resistivity of the carbon fiber reinforced resin is the smallest in the direction in which the plurality of carbon fibers 21A constituting the resin extend. Thereby, the current flowing from the support member 10 to the semiconductor element 40 can be further stabilized.
  • FIG. 22 is the same as the sectional position shown in FIG.
  • the sectional position shown in FIG. 23 is the same as the sectional position shown in FIG.
  • the cross-sectional position shown in FIG. 24 is the same as the cross-sectional position shown in FIG.
  • the semiconductor device A40 is different from the above-described semiconductor device A30 in the configuration of the conductive member 20.
  • the conductive member 20 is a laminated plate including the base layer 21, the conductive layer 22, and the intermediate layer 23. These constituent elements included in the conductive member 20 are the same as those in the semiconductor device A20 described above, and thus description thereof will be omitted.
  • the plurality of carbon fibers 21A constituting the carbon fiber reinforced resin all extend in the thickness direction z.
  • one end face in the thickness direction z is in contact with the conductive layer 22, and the other end face in the thickness direction z is in contact with the intermediate layer 23.
  • the semiconductor device A40 includes the conductive member 20 bonded to the support member 10 and the semiconductor element 40 bonded to the main surface 201 in a state of being electrically connected to the conductive member 20, similarly to the semiconductor device A10 described above.
  • the conductive member 20 is made of a material containing a carbon fiber reinforced resin. Therefore, the heat dissipation can be improved also by the semiconductor device A40.
  • the conductive member 20 includes a base layer 21, a conductive layer 22, and an intermediate layer 23, which are the same components as the semiconductor device A20 described above. With the intermediate layer 23, the conductive member 20 can be more reliably bonded to the mounting portion 11 of the support member 10 in a conductive state by using the first bonding layer 19, which is, for example, lead-free solder. Further, the semiconductor element 40 can be more reliably bonded to the conductive member 20 by the conductive layer 22 using the second bonding layer 29 that is a lead-free solder.
  • Appendix 1 A support member; A conductive member having a main surface and a back surface facing each other in the thickness direction, and the back surface is joined to the support member, A semiconductor element joined to the main surface in a state of being electrically connected to the conductive member, The semiconductor device, wherein the conductive member is made of a material containing a carbon fiber reinforced resin.
  • the conductive member includes a base layer having the back surface, a conductive layer having the main surface, and stacked on the base layer,
  • the conductive member has an intermediate layer having the back surface and made of metal, a base layer stacked on the intermediate layer, and a conductive layer having the main surface and stacked on the base layer.
  • the base layer is made of a material containing the carbon fiber reinforced resin.
  • Appendix 4 4. The semiconductor device according to claim 2, wherein in the base layer, a plurality of carbon fibers constituting the carbon fiber reinforced resin all extend in the thickness direction.
  • Appendix 5 Further comprising a sealing resin located around the conductive member and the semiconductor element, 5.
  • Appendix 6 Further comprising an insulating layer covering the conductive member and the semiconductor element, 6.
  • Appendix 7 The semiconductor device according to supplementary note 6, wherein the insulating layer contains polyimide.
  • Appendix 8 8. The semiconductor device according to supplementary note 7, wherein the insulating layer contains a silicone gel.
  • Appendix 9 9. The semiconductor device according to claim 6, wherein a part of the support member is exposed from the sealing resin.
  • the support member has electrical insulation properties, The semiconductor device according to claim 9, wherein the sealing resin covers a part of the support member.
  • the semiconductor device includes a first device and a second device,
  • the conductive member includes a first conductive portion joined in a state where the first element is conductive, and a second conductive portion joined in a state where the second element is conductive, A first input terminal electrically connected to the first conductive portion; A second input terminal conducting to the second element; An output terminal electrically connected to the second conductive portion,
  • Appendix 12 A part of each of the first input terminal and the second input terminal is exposed from the sealing resin on one side in one direction orthogonal to the thickness direction, The semiconductor device according to claim 11, wherein a part of the output terminal is exposed from the sealing resin on the other side in the one direction.
  • Appendix 13 The first input terminal and the second input terminal are separated from each other in the thickness direction, The first input terminal has a first terminal portion exposed from the sealing resin, The second input terminal has a second terminal portion exposed from the sealing resin, 13.
  • the support member has conductivity, The conductive member is joined to the support member in a conductive state, The semiconductor device according to claim 9, wherein the insulating layer covers a part of the support member.
  • the support member has a mounting portion that is joined in a state where the conductive member is conductive, a terminal portion exposed from the sealing resin, and a connecting portion that connects the mounting portion and the terminal portion to each other, 15.
  • Appendix 16 The semiconductor device according to claim 15, wherein the connecting portion is bent when viewed along one direction orthogonal to the thickness direction.

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Abstract

半導体装置は、支持部材、導電部材および半導体素子を備える。前記導電部材は、厚さ方向において互いに反対側を向く主面および裏面を有する。前記導電部材において、前記裏面が前記支持部材に接合されている。半導体素子は、前記導電部材に導通する状態で前記主面に接合されている。前記導電部材は、炭素繊維強化樹脂を含む材料からなる。

Description

半導体装置
　本開示は、半導体素子を備える半導体装置に関し、特に当該半導体素子がスイッチング素子である場合の半導体装置に関する。
　従来、半導体素子としてＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴなどのスイッチング素子を搭載した半導体装置が広く知られている。このような半導体装置は、インバータなど電力変換を行う装置の一部を構成している。特許文献１には、複数のスイッチング素子を搭載した半導体装置の一例が開示されている。当該半導体装置では、絶縁基板の上に金属箔からなる導電層（金属パターン）が配置され、複数のスイッチング素子は、導電層に導通する状態で当該導電層に接合されている。
　特許文献１に開示されている半導体装置の使用時は、複数のスイッチング素子から熱が発生し、その熱が導電層に伝導する。導電層に伝導した熱は、絶縁基板を介して外部に放熱される。近年では、当該半導体装置の高出力化が求められている。それにより、複数のスイッチング素子から発生する熱がより増加する。このため、当該半導体装置において、放熱性の向上が課題となっている。
特開２００９－１５８７８７号公報
　本開示は上記事情に鑑み、放熱性を向上させることが可能な半導体装置を提供することをその課題とする。
　本開示によって提供される半導体装置は、支持部材と、厚さ方向において互いに反対側を向く主面および裏面を有し、かつ前記裏面が前記支持部材に接合された導電部材と、前記導電部材に導通する状態で前記主面に接合された半導体素子と、を備え、前記導電部材は、炭素繊維強化樹脂を含む材料からなる。
　本開示のそ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。
本開示の第１実施形態にかかる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であり、絶縁層および封止樹脂を透過している。 図３に対応する平面図であり、第２入力端子を透過している。 図１に示す半導体装置の底面図である。 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１に示す半導体装置の正面図である。 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の部分拡大図である。 図１１のＸＩＩ－ＸＩＩ線に沿う部分拡大断面図である。 本開示の第２実施形態にかかる半導体装置の断面図である。 図１３に示す半導体装置の断面図である。 図１３に示す半導体装置の部分拡大断面図である。 本開示の第３実施形態にかかる半導体装置の斜視図である。 図１６に示す半導体装置の平面図であり、絶縁層および封止樹脂を透過している。 図１６に示す半導体装置の底面図である。 図１７のＸＩＸ－ＸＩＸ線に沿う断面図である。 図１７のＸＸ－ＸＸ線に沿う断面図である。 図１７のＸＸＩ－ＸＸＩ線に沿う部分拡大断面図である。 本開示の第４実施形態にかかる半導体装置の断面図である。 図２２に示す半導体装置の断面図である。 図２２に示す半導体装置の部分拡大断面図である。
　本開示を実施するための形態について、添付図面に基づいて説明する。
　〔第１実施形態〕
　図１～図１２に基づき、本開示の第１実施形態にかかる半導体装置Ａ１０について説明する。半導体装置Ａ１０は、支持部材１０、導電部材２０、第１入力端子３１、第２入力端子３２、出力端子３３、一対のゲート端子３４、一対の検出端子３５、複数のダミー端子３６、複数の半導体素子４０、絶縁層６０および封止樹脂７０を備える。これらに加え、半導体装置Ａ１０は、一対の絶縁基板２４、一対のゲート層２５、および一対の検出層２６をさらに備える。半導体装置Ａ１０が示す例においては、複数の半導体素子４０は、複数の第１素子４０Ａおよび複数の第２素子４０Ｂを含む。これらの図が示す半導体装置Ａ１０は、複数の半導体素子４０がたとえばＭＯＳＦＥＴである電力変換装置（パワーモジュール）である。半導体装置Ａ１０は、モータの駆動源、様々な電気製品のインバータ装置、およびＤＣ／ＤＣコンバータなどに用いられる。ここで、図３は、理解の便宜上、絶縁層６０および封止樹脂７０を透過している。図３においては、ＩＸ－ＩＸ線およびＸ－Ｘ線をそれぞれ一点鎖線で示している。図４は、理解の便宜上、図３に対して第２入力端子３２をさらに透過している。
　半導体装置Ａ１０の説明においては、導電部材２０の厚さ方向を「厚さ方向ｚ」と呼ぶ。厚さ方向ｚに対して直交する方向を「第１方向ｘ」と呼ぶ。厚さ方向ｚおよび第１方向ｘの双方に対して直交する方向を「第２方向ｙ」と呼ぶ。図１および図２に示すように、半導体装置Ａ１０は、厚さ方向ｚに沿って視て、すなわち平面視において矩形状である。第１方向ｘは、半導体装置Ａ１０の長手方向に対応する。第２方向ｙは、半導体装置Ａ１０の短手方向に対応する。また、半導体装置Ａ１０の説明においては、便宜上、第１方向ｘのうち第１入力端子３１および第２入力端子３２が位置する側を「第１方向ｘの一方側」と呼ぶ。第１方向ｘのうち出力端子３３が位置する側を「第１方向ｘの他方側」と呼ぶ。なお、「厚さ方向ｚ」、「第１方向ｘ」および「第２方向ｙ」は、後述する半導体装置Ａ２０～半導体装置Ａ４０の説明においても適用する。
　支持部材１０は、図３、図９および図１０に示すように、導電部材２０を支持している。半導体装置Ａ１０においては、支持部材１０は、電気絶縁性を有する。支持部材１０は、熱伝導性に優れたセラミックスを含む材料からなる。当該セラミックスとして、たとえば窒化アルミニウム（ＡｌＮ）が挙げられる。
　図３、図９および図１０に示すように、半導体装置Ａ１０が示す例においては、支持部材１０は、第１支持部１０Ａおよび第２支持部１０Ｂの２つの領域を含む。第１支持部１０Ａおよび第２支持部１０Ｂは、第１方向ｘにおいて互いに離間している。第１支持部１０Ａは、第１方向ｘの一方側に位置する。第２支持部１０Ｂは、第１方向ｘの他方側に位置する。厚さ方向ｚに沿って視て、第１支持部１０Ａおよび第２支持部１０Ｂは、第２方向ｙを長辺とする矩形状である。なお、支持部材１０の構成は、本構成に限定されず、１枚からなる単一構成でもよい。
　図９および図１０に示すように、第１支持部１０Ａおよび第２支持部１０Ｂの各々は、支持面１０１、底面１０２および複数の側面１０３を有する。支持面１０１は、厚さ方向ｚのうち導電部材２０が配置される側を向く。支持面１０１は、絶縁層６０に覆われている。図５に示すように、底面１０２は、封止樹脂７０から露出している。複数の側面１０３の各々は、第１方向ｘおよび第２方向ｙのいずれかを向き、かつ支持面１０１および底面１０２の双方につながっている。複数の側面１０３は、封止樹脂７０に覆われている。
　導電部材２０は、図３、図９および図１０に示すように、支持部材１０の支持面１０１に支持されている。導電部材２０は、第１入力端子３１、第２入力端子３２および出力端子３３とともに、半導体装置Ａ１０の外部と、複数の半導体素子４０との導電経路を構成している。導電部材２０は、厚さ方向ｚにおいて互いに反対側を向く主面２０１および裏面２０２を有する。主面２０１は、厚さ方向ｚのうち支持面１０１が向く側を向く。裏面２０２は、支持面１０１に対向している。半導体装置Ａ１０においては、第１接合層１９を介して裏面２０２が支持面１０１に接合されることにより、導電部材２０が支持部材１０に支持されている。第１接合層１９は、たとえば銀（Ａｇ）ペーストのような、金属粒子が含有された合成樹脂を含む材料からなる。なお、半導体装置Ａ１０においては、第１接合層１９の材料は、電気絶縁性を有するもの（たとえばエポキシ樹脂）を含んでもよい。
　導電部材２０は、炭素繊維強化樹脂（Carbon Fiber Reinforced Plastic；ＣＦＲＰ）を含む材料からなる。図９および図１０に示すように、半導体装置Ａ１０においては、導電部材２０は、基層２１および導電層２２を含む積層板である。基層２１は、裏面２０２を有する。基層２１は、炭素繊維強化樹脂を含む材料からなる。導電層２２は、基層２１に積層されている。導電層２２は、主面２０１を有する。導電層２２は、銅（Ｃｕ）または銅合金からなる。導電層２２は、たとえば、スパッタリング法により基層２１に金属薄膜を付着させた後、電解めっきにより当該金属薄膜に銅などを析出させることによって基層２１に積層される。なお、主面２０１には、たとえば銀めっきを施してもよい。
　図１２に示すように、基層２１において、炭素繊維強化樹脂を構成する複数の炭素繊維２１Ａは、いずれも厚さ方向ｚに延びている。複数の炭素繊維２１Ａにおいて、厚さ方向ｚの一方側の端面は導電層２２に接しており、かつ厚さ方向ｚの他方側の端面は第１接合層１９に接している。
　図３、図９および図１０に示すように、半導体装置Ａ１０が示す例においては、導電部材２０は、第１導電部２０Ａおよび第２導電部２０Ｂの２つの領域を含む。厚さ方向ｚに沿って視て、第１導電部２０Ａおよび第２導電部２０Ｂは、第２方向ｙを長辺とする矩形状である。なお、導電部材２０の領域数および形状は、本構成に限定されず、半導体装置Ａ１０に要求される性能に応じて設定された半導体素子４０の個数および配置に基づき、自在に設定可能である。
　図３および図９に示すように、第１導電部２０Ａは、第１支持部１０Ａの支持面１０１に接合されている。第１導電部２０Ａの主面２０１には、第１導電部２０Ａに導通する状態で複数の第１素子４０Ａが接合されている。図３および図１０に示すように、第２導電部２０Ｂは、第２支持部１０Ｂの支持面１０１に接合されている。第２導電部２０Ｂの主面２０１には、第２導電部２０Ｂに導通する状態で複数の第２素子４０Ｂが接合されている。
　一対の絶縁基板２４は、図４、図９および図１０に示すように、その一方が第１導電部２０Ａの表面に接合され、その他方が第２導電部２０Ｂの表面に接合されている。一対の絶縁基板２４は、第２方向ｙに延びる帯状である。第１導電部２０Ａの表面に接合された絶縁基板２４は、複数の第１素子４０Ａに対して第１方向ｘの他方側に位置する。第２導電部２０Ｂの表面に接合された絶縁基板２４は、複数の第２素子４０Ｂに対して第１方向ｘの一方側に位置する。一対の絶縁基板２４は、たとえばガラスエポキシ樹脂を含む材料からなる。
　一対のゲート層２５は、図４、図９および図１０に示すように、その一方が第１導電部２０Ａの表面に接合された絶縁基板２４に配置され、その他方が第２導電部２０Ｂの表面に接合された絶縁基板２４に配置されている。一対のゲート層２５は、第２方向ｙに延びる帯状である。一対のゲート層２５は、導電性を有する。一対のゲート層２５は、たとえば銅からなる。
　一対の検出層２６は、図４、図９および図１０に示すように、その一方が第１導電部２０Ａの表面に接合された絶縁基板２４に配置され、その他方が第２導電部２０Ｂの表面に接合された絶縁基板２４に配置されている。一対の検出層２６は、第１方向ｘにおいて一対のゲート層２５の隣に位置する。一対の検出層２６は、第２方向ｙに延びる帯状である。一対の検出層２６は、導電性を有する。一対の検出層２６は、たとえば銅からなる。
　第１入力端子３１および第２入力端子３２は、図２～図６に示すように、第１方向ｘの一方側に位置する。第１入力端子３１および第２入力端子３２には、電力変換対象となる直流電力（電圧）が入力される。第１入力端子３１は、正極（Ｐ端子）である。第２入力端子３２は、負極（Ｎ端子）である。図１０に示すように、第２入力端子３２は、厚さ方向ｚにおいて第１入力端子３１および導電部材２０の双方に対して離間して配置されている。第１入力端子３１および第２入力端子３２は、金属板である。当該金属板は、銅または銅合金からなる。
　第１入力端子３１は、図４に示すように、第１パッド部３１１および第１端子部３１２を有する。第１入力端子３１において、第１パッド部３１１および第１端子部３１２との境界は、第２方向ｙおよび厚さ方向ｚに沿った面であって、かつ第１方向ｘの一方側に位置する封止樹脂７０の第１側面７３Ａ（詳細は後述）を含む面である。第１パッド部３１１は、その全てが封止樹脂７０に覆われている。第１パッド部３１１の第１方向ｘの他方側は、櫛歯状となっている。この櫛歯状の部分が、第１導電部２０Ａに導通する状態でその表面に接合されている。当該接合は、ハンダ接合、または超音波接合などにより行われる。これにより、第１入力端子３１は、第１導電部２０Ａに導通している。
　図４および図５に示すように、第１端子部３１２は、封止樹脂７０から第１方向ｘの一方側に延びている。厚さ方向ｚに沿って視て、第１端子部３１２は矩形状である。第１端子部３１２の第２方向ｙの両側は、封止樹脂７０に覆われている。それ以外の第１端子部３１２の部分は、封止樹脂７０から露出している。これにより、第１入力端子３１は、導電部材２０（第１導電部２０Ａ）および封止樹脂７０の双方に支持されている。
　第２入力端子３２は、図３に示すように、第２パッド部３２１および第２端子部３２２を有する。厚さ方向ｚに沿って視て、第２入力端子３２における第２パッド部３２１と第２端子部３２２との境界は、第１入力端子３１における第１パッド部３１１と第１端子部３１２との境界に一致している。第２パッド部３２１は、連結部２２１Ａおよび複数の延出部３２１Ｂを有する。連結部２２１Ａは、第２方向ｙに延びる帯状である。連結部２２１Ａは、第２端子部３２２につながっている。複数の延出部３２１Ｂは、連結部２２１Ａから第１方向ｘの他方側に向けて延びる帯状である。複数の延出部３２１Ｂは、第２方向ｙにおいて互いに離間している。図１０に示すように、複数の延出部３２１Ｂは、第２方向ｙに沿って視て屈曲している。複数の延出部３２１Ｂの表面には、たとえば銀めっきを施してもよい。
　図２および図３に示すように、第２端子部３２２は、封止樹脂７０から第１方向ｘの一方側に延びている。厚さ方向ｚに沿って視て、第２端子部３２２は矩形状である。第２端子部３２２の第２方向ｙの両側は、封止樹脂７０に覆われている。それ以外の第２端子部３２２の部分は、封止樹脂７０から露出している。図３および図４に示すように、厚さ方向ｚに沿って視て、第２端子部３２２は、第１入力端子３１の第１端子部３１２に重なっている。図１０に示すように、第２端子部３２２は、第１端子部３１２に対して厚さ方向ｚのうち支持部材１０の支持面１０１が向く側に離間している。なお、半導体装置Ａ１０が示す例においては、第２端子部３２２の形状は、第１端子部３１２の形状と同一である。
　絶縁部材３９は、図６および図１０に示すように、厚さ方向ｚにおいて第１入力端子３１の第１端子部３１２と、第２入力端子３２の第２端子部３２２との間に挟まれている。絶縁部材３９は平板である。絶縁部材３９は、たとえば絶縁紙からなる。厚さ方向ｚに沿って視て、第１入力端子３１の全部が絶縁部材３９に重なっている。第２入力端子３２においては、厚さ方向ｚに沿って視て、第２パッド部３２１の一部と、第２端子部３２２の全部とが絶縁部材３９に接している。厚さ方向ｚに沿って視て絶縁部材３９に重なるこれらの部分は、絶縁部材３９に接している。絶縁部材３９により、第１入力端子３１および第２入力端子３２が互いに絶縁されている。絶縁部材３９の一部（第１方向ｘの他方側、および第２方向ｙの両側）は、封止樹脂７０に覆われている。
　絶縁部材３９は、図３、図４および図１０に示すように、介在部３９１および延出部３９２を有する。介在部３９１は、厚さ方向ｚにおいて第１入力端子３１の第１端子部３１２と、第２入力端子３２の第２端子部３２２との間に位置する。介在部３９１は、その全部が第１端子部３１２と第２端子部３２２との間に挟まれている。延出部３９２は、介在部３９１から第１端子部３１２および第２端子部３２２よりもさらに第１方向ｘの一方側に向けて延びている。このため、延出部３９２は、第１端子部３１２および第２端子部３２２よりも第１方向ｘの一方側に位置する。延出部３９２の第２方向ｙの両側は、封止樹脂７０に覆われている。
　出力端子３３は、図２～図７（図６を除く）に示すように、第１方向ｘの他方側に位置する。出力端子３３から、複数の半導体素子４０により電力変換された交流電力（電圧）が出力される。出力端子３３は、金属板である。当該金属板は、銅または銅合金からなる。出力端子３３は、パッド部３３１および端子部３３２を有する。パッド部３３１と端子部３３２との境界は、第２方向ｙおよび厚さ方向ｚに沿った面であって、かつ第１方向ｘの他方側に位置する封止樹脂７０の第１側面７３Ａ（詳細は後述）を含む面である。パッド部３３１は、その全てが封止樹脂７０に覆われている。パッド部３３１の第１方向ｘの一方側は、櫛歯状となっている。この櫛歯状の部分が、第２導電部２０Ｂに導通する状態でその表面に接合されている。当該接合は、ハンダ接合、または超音波接合などにより行われる。これにより、出力端子３３は、第２導電部２０Ｂに導通している。図２～図５に示すように、端子部３３２は、封止樹脂７０から第１方向ｘの他方側に延びている。厚さ方向ｚに沿って視て、端子部３３２は矩形状である。端子部３３２の第２方向ｙの両側は、封止樹脂７０に覆われている。それ以外の端子部３３２の部分は、封止樹脂７０から露出している。これにより、出力端子３３は、導電部材２０（第２導電部２０Ｂ）および封止樹脂７０の双方に支持されている。
　複数の半導体素子４０（複数の第１素子４０Ａおよび複数の第２素子４０Ｂ）は、図３、図９および図１０に示すように、導電部材２０を構成する第１導電部２０Ａおよび第２導電部２０Ｂに導通する状態で接合されている。厚さ方向ｚに沿って視て、複数の半導体素子４０は、第２方向ｙに沿って千鳥配置されている。複数の半導体素子４０のうち、複数の第１素子４０Ａは、半導体装置Ａ１０の上アーム回路を構成している。また、複数の第２素子４０Ｂは、半導体装置Ａ１０の下アーム回路を構成している。複数の半導体素子４０は、厚さ方向ｚに沿って視て矩形状（半導体装置Ａ１０では正方形状）である。半導体装置Ａ１０が示す例においては、複数の半導体素子４０は、４つの第１素子４０Ａと、４つの第２素子４０Ｂとから構成される。なお、複数の半導体素子４０の個数は、本構成に限定されず、半導体装置Ａ１０に要求される性能に応じて自在に設定可能である。
　複数の第１素子４０Ａおよび複数の第２素子４０Ｂは、いずれも同一の半導体素子である。当該半導体素子は、たとえば、炭化ケイ素（ＳｉＣ）を主とする半導体材料を用いて構成されたＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）である。なお、複数の第１素子４０Ａおよび複数の第２素子４０Ｂは、ＭＯＳＦＥＴに限らずＭＩＳＦＥＴ（Metal-Insulator-Semiconductor Field-Effect Transistor）を含む電界効果トランジスタや、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）のようなバイポーラトランジスタでもよい。半導体装置Ａ１０の説明においては、複数の第１素子４０Ａおよび複数の第２素子４０Ｂは、これら全てがｎチャンネル型、かつ縦型構造のＭＯＳＦＥＴである場合を、その一例としている。
　図１１および図１２に示すように、複数の第１素子４０Ａおよび複数の第２素子４０Ｂの各々は、第１面４０１、第２面４０２、第１電極４１、第２電極４２、ゲート電極４３および絶縁膜４４を有する。第１面４０１および第２面４０２は、厚さ方向ｚにおいて互いに反対側を向く。これらのうち、第１面４０１は、支持部材１０の支持面１０１が向く側を向く。
　図１１および図１２に示すように、第１電極４１は、第１面４０１に設けられている。第１電極４１には、ソース電流が流れる。半導体装置Ａ１０が示す例においては、第１電極４１は、４つの領域に分割されている。
　図１１に示すように、複数の第１素子４０Ａの第１電極４１の各々においては、分割された４つの領域に複数の第１ワイヤ５０Ａが個別に接続されている。複数の第１ワイヤ５０Ａは、たとえばアルミニウムからなる。複数の第１素子４０Ａの第１電極４１に接続された複数の第１ワイヤ５０Ａは、第２導電部２０Ｂの主面２０１に接続されている。これにより、複数の第１素子４０Ａの第１電極４１は、第２導電部２０Ｂに導通している。複数の第１ワイヤ５０Ａは、第１方向ｘに延びている。
　図１１に示すように、第２素子４０Ｂの第１電極４１においては、分割された４つの領域に複数の第２ワイヤ５０Ｂが個別に接続されている。複数の第２ワイヤ５０Ｂは、たとえばアルミニウムからなる。複数の第２素子４０Ｂの第１電極４１に接続された複数の第２ワイヤ５０Ｂは、第２入力端子３２の複数の延出部３２１Ｂ（第２パッド部３２１）の表面に接続されている。これにより、複数の第２素子４０Ｂの第１電極４１は、第２入力端子３２に導通している。したがって、第２入力端子３２は、複数の半導体素子４０の一部を構成する複数の第２素子４０Ｂに導通している。複数の第２ワイヤ５０Ｂは、第１方向ｘに延びている。
　図１２に示すように、第２電極４２は、第２面４０２の全体にわたって設けられている。第２電極４２には、ドレイン電流が流れる。複数の第１素子４０Ａの第２電極４２の各々は、導電性を有する第２接合層２９により第１導電部２０Ａに導通する状態でその主面２０１に接合されている。第２接合層２９は、たとえば錫（Ｓｎ）を主成分とする鉛フリーハンダである。複数の第２素子４０Ｂの第２電極４２の各々は、第２接合層２９により第２導電部２０Ｂに導通する状態でその主面２０１に接合されている。
　図１１に示すように、ゲート電極４３は、第１面４０１に設けられている。ゲート電極４３には、複数の第１素子４０Ａおよび複数の第２素子４０Ｂの各々が駆動するためのゲート電圧が印加される。ゲート電極４３の大きさは、第１電極４１の大きさよりも小とされている。ゲート電極４３には、複数の第１ゲートワイヤ５１Ａのいずれかが接続されている。複数の第１ゲートワイヤ５１Ａは、たとえばアルミニウムからなる。複数の第１素子４０Ａのゲート電極４３に接続された複数の第１ゲートワイヤ５１Ａは、第１導電部２０Ａに接合された絶縁基板２４に配置されたゲート層２５に接続されている。複数の第２素子４０Ｂのゲート電極４３に接続された複数の第１ゲートワイヤ５１Ａは、第２導電部２０Ｂに接合された絶縁基板２４に配置されたゲート層２５に接続されている。
　図１１に示すように、複数の第１素子４０Ａおよび複数の第２素子４０Ｂの各々の第１電極４１には、複数の第１検出ワイヤ５２Ａのいずれかが接続されている。当該第１検出ワイヤ５２Ａは、第１電極４１において分割された４つの領域のいずれかに接続されている。複数の第１検出ワイヤ５２Ａは、たとえばアルミニウムからなる。複数の第１素子４０Ａの第１電極４１に接続された複数の第１検出ワイヤ５２Ａは、第１導電部２０Ａに接合された絶縁基板２４に配置された検出層２６に接続されている。複数の第２素子４０Ｂの第１電極４１に接続された複数の第１検出ワイヤ５２Ａは、第２導電部２０Ｂに接合された絶縁基板２４に配置された検出層２６に接続されている。
　図１１および図１２に示すように、絶縁膜４４は、第１面４０１に設けられている。絶縁膜４４は、電気絶縁性を有する。絶縁膜４４は、厚さ方向ｚに沿って視て第１電極４１を囲んでいる。絶縁膜４４は、たとえば二酸化ケイ素（ＳｉＯ2）層、窒化ケイ素（Ｓｉ3Ｎ4）層、ポリベンゾオキサゾール（ＰＢＯ）層が第１面４０１からこの順番で積層されたものである。なお、絶縁膜４４においては、当該ポリベンゾオキサゾール層に代えてポリイミド層でもよい。
　一対のゲート端子３４、一対の検出端子３５および複数のダミー端子３６は、図３に示すように、第２方向ｙにおいて支持部材１０の隣に位置する。これらの端子は、第１方向ｘに沿って配列されている。半導体装置Ａ１０においては、一対のゲート端子３４、一対の検出端子３５および複数のダミー端子３６は、いずれも同一のリードフレームから構成される。
　一対のゲート端子３４は、図３に示すように、その一方が第２方向ｙにおいて第１支持部１０Ａの隣に位置し、その他方が第２方向ｙにおいて第２支持部１０Ｂの隣に位置する。一対のゲート端子３４の各々には、複数の第１素子４０Ａおよび複数の第２素子４０Ｂのいずれかが駆動するためのゲート電圧が印加される。一対のゲート端子３４の各々は、パッド部３４１および端子部３４２を有する。パッド部３４１は、封止樹脂７０に覆われている。これにより、一対のゲート端子３４は、封止樹脂７０に支持されている。なお、パッド部３４１の表面には、たとえば銀めっきを施してもよい。端子部３４２は、パッド部３４１につながり、かつ封止樹脂７０から露出している（図８参照）。第１方向ｘに沿って視て、端子部３４２はＬ字状をなしている。
　一対の検出端子３５は、図３に示すように、第１方向ｘにおいて一対のゲート端子３４の隣に位置する。一対の検出端子３５の各々から、複数の第１素子４０Ａおよび複数の第２素子４０Ｂのどちらかに該当する複数の第１電極４１に印加される電圧（ソース電流に対応した電圧）が検出される。一対の検出端子３５の各々は、パッド部３５１および端子部３５２を有する。パッド部３５１は、封止樹脂７０に覆われている。これにより、一対の検出端子３５は、封止樹脂７０に支持されている。なお、パッド部３５１の表面には、たとえば銀めっきを施してもよい。端子部３５２は、パッド部３５１につながり、かつ封止樹脂７０から露出している（図８参照）。第１方向ｘに沿って視て、端子部３５２はＬ字状をなしている。
　複数のダミー端子３６は、図３に示すように、第１方向ｘにおいて一対の検出端子３５に対して一対のゲート端子３４とは反対側に位置する。半導体装置Ａ１０が示す例においては、ダミー端子３６の数は６つである。このうち３つのダミー端子３６は、第１方向ｘの一方側に位置する。残り３つのダミー端子３６は、第１方向ｘの他方側に位置する。なお、複数のダミー端子３６の数は、本構成に限定されない。さらに、半導体装置Ａ１０において、複数のダミー端子３６を備えない構成としてもよい。複数のダミー端子３６の各々は、パッド部３６１および端子部３６２を有する。パッド部３６１は、封止樹脂７０に覆われている。これにより、複数のダミー端子３６は、封止樹脂７０に支持されている。なお、パッド部３６１の表面には、たとえば銀めっきを施してもよい。端子部３６２は、パッド部３６１につながり、かつ封止樹脂７０から露出している（図８参照）。図６および図７に示すように、第１方向ｘに沿って視て、端子部３６２はＬ字状をなしている。なお、一対のゲート端子３４の端子部３４２、および一対の検出端子３５の端子部３５２の各々の形状は、端子部３６２の形状と同一である。
　半導体装置Ａ１０は、図３および図１１に示すように、一対の第２ゲートワイヤ５１Ｂ、および一対の第２検出ワイヤ５２Ｂをさらに備える。一対の第２ゲートワイヤ５１Ｂ、および一対の第２検出ワイヤ５２Ｂは、たとえばアルミニウムからなる。
　一対の第２ゲートワイヤ５１Ｂは、図３および図１１に示すように、一対のゲート層２５と一対のゲート端子３４とに個別に接続されている。一対のゲート端子３４においては、一対の第２ゲートワイヤ５１Ｂは、一対のパッド部３４１の表面に接続されている。これにより、第２方向ｙにおいて第１支持部１０Ａの隣に位置するゲート端子３４は、複数の第１素子４０Ａのゲート電極４３に導通している。第２方向ｙにおいて第２支持部１０Ｂの隣に位置するゲート端子３４は、複数の第２素子４０Ｂのゲート電極４３に導通している。
　一対の第２検出ワイヤ５２Ｂは、図３および図１１に示すように、一対の検出層２６と一対の検出端子３５とに個別に接続されている。一対の検出端子３５においては、一対の第２検出ワイヤ５２Ｂは、一対のパッド部３５１の表面に接続されている。これにより、第２方向ｙにおいて第１支持部１０Ａの隣に位置する検出端子３５は、複数の第１素子４０Ａの第１電極４１に導通している。第２方向ｙにおいて第２支持部１０Ｂの隣に位置する検出端子３５は、複数の第２素子４０Ｂの第１電極４１に導通している。
　絶縁層６０は、図９および図１０に示すように、支持部材１０の支持面１０１、導電部材２０および複数の半導体素子４０と、第１入力端子３１、第２入力端子３２および出力端子３３のそれぞれ一部ずつとを覆っている。絶縁層６０は、複数の第１ワイヤ５０Ａ、複数の第２ワイヤ５０Ｂ、複数の第１ゲートワイヤ５１Ａ、複数の第１検出ワイヤ５２Ａ、一対の第２ゲートワイヤ５１Ｂ、および一対の第２検出ワイヤ５２Ｂをさらに覆っている。絶縁層６０には、温度サイクルに対する耐性が比較的大である電気絶縁材料が含有されている。当該電気絶縁材料は、ポリイミドおよびシリコーンゲルである。絶縁層６０におけるポリイミドおよびシリコーンゲルの重量含有比は、シリコーンゲルが１に対し、ポリイミドが１．５以上７．０以下である。つまり、絶縁層６０において、ポリイミドの重量の方がシリコーンゲルの重量よりも大である。絶縁層６０においては、ポリイミドの分子、およびシリコーンゲルの分子が混在した状態となっている。なお、ポリイミドの分子と、シリコーンゲルの分子とが、絶縁層６０の全体にわたって均一に分散した状態となっていることが、より好ましい。絶縁層６０は、たとえばスプレーを用いた塗布により形成される。
　封止樹脂７０は、図９および図１０に示すように、導電部材２０および複数の半導体素子４０の周囲に位置する。封止樹脂７０は、支持部材１０の一部（複数の側面１０３）と、絶縁層６０とを覆っている。図１２に示すように、封止樹脂７０は、複数の炭素繊維７０Ａが含有された熱可塑性樹脂を含む材料からなる。複数の炭素繊維７０Ａの各々の長さは、比較的小である。複数の炭素繊維７０Ａは、封止樹脂７０において均一に分散された状態となっている。また、当該熱可塑性樹脂は、たとえばポリプロピレン（ＰＰ）である。封止樹脂７０は、たとえば射出成形により形成される。
　図２および図５～図８に示すように、封止樹脂７０は、頂面７１、底面７２、一対の第１側面７３Ａ、一対の第２側面７３Ｂ、複数の第３側面７３Ｃ、複数の第４側面７３Ｄおよび複数の取付け孔７４を有する。
　図９および図１０に示すように、頂面７１は、厚さ方向ｚのうち支持部材１０の支持面１０１が向く側を向く。底面７２は、厚さ方向ｚにおいて頂面７１とは反対側を向く。図５に示すように、支持部材１０の一対の底面１０２は、底面７２から露出している。このため、半導体装置Ａ１０においては、支持部材１０の一部が、封止樹脂７０から露出する構成となっている。底面７２は、一対の底面１０２を囲む枠状である。
　図２および図５～図７に示すように、一対の第１側面７３Ａは、頂面７１および底面７２の双方につながり、かつ第１方向ｘを向く。第１方向ｘの一方側に位置する第１側面７３Ａからは、第１入力端子３１の第１端子部３１２、および第２入力端子３２の第２端子部３２２が、第１方向ｘの一方側に向けて延びている。第２方向ｙの他方側に位置する第１側面７３Ａからは、出力端子３３の端子部３３２が、第１方向ｘの他方側に向けて延びている。このように、第１入力端子３１および第２入力端子３２のそれぞれ一部は、第１方向ｘの一方側において封止樹脂７０から露出している。あわせて、出力端子３３の一部は、第１方向ｘの他方側において封止樹脂７０から露出している。
　図２および図５～図８に示すように、一対の第２側面７３Ｂは、頂面７１および底面７２の双方につながり、かつ第２方向ｙを向く。一対の第２側面７３Ｂのいずれか一方からは、一対のゲート端子３４の端子部３４２、一対の検出端子３５の端子部３５２、および複数のダミー端子３６の端子部３６２が露出している。
　図２および図５～図７に示すように、複数の第３側面７３Ｃは、頂面７１および底面７２の双方につながり、かつ第２方向ｙを向く。複数の第３側面７３Ｃは、第１方向ｘの一方側に位置する一対の第３側面７３Ｃと、第１方向ｘの他方側に位置する一対の第３側面７３Ｃとを含む。第１方向ｘの一方側および他方側の各々において、一対の第３側面７３Ｃは、第２方向ｙにおいて対向している。また、第１方向ｘの一方側および他方側の各々において、一対の第３側面７３Ｃは、第１側面７３Ａの第２方向ｙの両端につながっている。
　図２および図５～図８に示すように、複数の第４側面７３Ｄは、頂面７１および底面７２の双方につながり、かつ第１方向ｘを向く。複数の第４側面７３Ｄは、第１方向ｘにおいて一対の第１側面７３Ａよりも半導体装置Ａ１０の外側に位置する。複数の第４側面７３Ｄは、第１方向ｘの一方側に位置する一対の第４側面７３Ｄと、第１方向ｘの他方側に位置する一対の第４側面７３Ｄとを含む。第１方向ｘの一方側および他方側の各々において、一対の第４側面７３Ｄの第２方向ｙの両端は、一対の第２側面７３Ｂと、一対の第３側面７３Ｃとにつながっている。
　図９に示すように、複数の取付け孔７４は、厚さ方向ｚにおいて頂面７１から底面７２に至って封止樹脂７０を貫通している。複数の取付け孔７４は、半導体装置Ａ１０をヒートシンク（図示略）に取り付ける際に利用される。図２および図５に示すように、厚さ方向ｚに沿って視て、複数の取付け孔７４の孔縁は円形状である。複数の取付け孔７４は、厚さ方向ｚに沿って視て封止樹脂７０の四隅に位置する。
　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、支持部材１０と、支持部材１０に接合された導電部材２０と、導電部材２０に導通する状態で主面２０１に接合された半導体素子４０を備える。導電部材２０は、炭素繊維強化樹脂を含む材料からなる。炭素繊維強化樹脂の熱伝導率は、銅の熱伝導率（約４００Ｗ／（ｍ・Ｋ））の２倍以上とすることができる。これにより、半導体装置Ａ１０の使用時に半導体素子４０から発生した熱は、導電部材２０を介して支持部材１０により速やかに伝導される。したがって、半導体装置Ａ１０によれば、放熱性を向上させることが可能となる。
　導電部材２０が炭素繊維強化樹脂を含むことにより、導電部材２０の熱膨張を抑制することができる。これにより、導電部材２０と半導体素子４０との間に介在する第２接合層２９に作用する熱応力の低減が図られるため、当該熱応力に起因した第２接合層２９における亀裂発生を、より効果的に抑制できる。
　導電部材２０は、基層２１および導電層２２を含む。基層２１は、炭素繊維強化樹脂を含む材料からなる。導電層２２は、主面２０１を有し、かつ基層２１に積層されている。基層２１は、炭素繊維強化樹脂を含むため導電性を有するものの、電気抵抗率は比較的低い。そこで、たとえば銅からなる導電層２２により、導電部材２０から半導体素子４０に流れる電流を、より安定させることができる。あわせて、鉛フリーハンダである第２接合層２９を用いて、半導体素子４０をより確実に導電部材２０に導通する状態で接合させることができる。
　基層２１において、炭素繊維強化樹脂を構成する複数の炭素繊維２１Ａは、いずれも厚さ方向ｚに延びている。炭素繊維強化樹脂の熱伝導率は、それを構成する複数の炭素繊維２１Ａが延びる方向において最も大となる。これにより、半導体素子４０から導電部材２０に伝導された熱を、より効率よく支持部材１０に伝導させることができる。
　半導体装置Ａ１０は、導電部材２０および半導体素子４０の周囲に位置する封止樹脂７０をさらに備える。封止樹脂７０には、複数の炭素繊維７０Ａが含有されている。これにより、封止樹脂７０の機械的強度を向上させることができるため、封止樹脂７０に亀裂が発生することを、より効果的に抑制できる。あわせて、導電部材２０および半導体素子４０を封止樹脂７０により外的因子から保護することができる。
　半導体装置Ａ１０は、導電部材２０および半導体素子４０を覆う絶縁層６０をさらに備える。封止樹脂７０は、絶縁層６０を覆っている。封止樹脂７０には、複数の炭素繊維７０Ａが含有されているため、封止樹脂７０は、導電性を有する。絶縁層６０を備えることにより、導電部材２０および半導体素子４０と、封止樹脂７０との電気絶縁を図ることができる。
　絶縁層６０には、温度サイクルに対する耐性が比較的大である電気絶縁材料が含有されていることが好ましい。このため、絶縁層６０には、ポリイミドが含有されていることが好ましい。さらに、ポリイミドに加えてシリコーンゲルが絶縁層６０に含有されることにより、温度サイクルに対する絶縁層６０の耐性を、より増加させることができる。あわせて、スプレーなどを用いた塗布による絶縁層６０の形成が、より容易となる。
　支持部材１０の一部である底面１０２は、封止樹脂７０から露出している。これにより、底面１０２にヒートシンクを接続させることができるため、半導体装置Ａ１０の放熱性がより向上する。
　半導体装置Ａ１０は、第１入力端子３１および第２入力端子３２をさらに備える。第１入力端子３１は、導電部材２０の第１導電部２０Ａに導通している。第２入力端子３２は、導電部材２０の第２導電部２０Ｂの主面２０１に接合された複数の第２素子４０Ｂに導通している。絶縁層６０は、第１入力端子３１および第２入力端子３２のそれぞれ一部ずつを覆っているため、第１入力端子３１および第２入力端子３２と、封止樹脂７０との電気絶縁が図られた状態となる。
　第１入力端子３１は、封止樹脂７０から露出する第１端子部３１２を有する。第２入力端子３２は、封止樹脂７０から露出する第２端子部３２２を有する。厚さ方向ｚに沿って視て、第２端子部３２２の少なくとも一部が、第１端子部３１２に重なっている。これにより、半導体装置Ａ１０の使用時に、第２端子部３２２から発生する磁界により、第１入力端子３１のインダクタンスを低減させることができる。
　〔第２実施形態〕
　図１３～図１５に基づき、本開示の第２実施形態にかかる半導体装置Ａ２０について説明する。これらの図において、先述した半導体装置Ａ１０の同一または類似の要素には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。なお、図１３が示す断面位置は、図９が示す断面位置と同一である。図１４が示す断面位置は、図１０が示す断面位置と同一である。図１５が示す断面位置は、図１２が示す断面位置と同一である。
　半導体装置Ａ２０は、導電部材２０の構成が、先述した半導体装置Ａ１０と異なる。
　図１３および図１４に示すように、半導体装置Ａ２０においては、導電部材２０（第１導電部２０Ａおよび第２導電部２０Ｂ）は、基層２１、導電層２２および中間層２３を含む積層板である。中間層２３は、裏面２０２を有する。中間層２３は、金属から構成される。当該金属は、銅または銅合金である。基層２１は、中間層２３に積層されている。導電層２２は、基層２１に積層されている。このため、基層２１は、導電層２２および中間層２３により挟まれている。なお、中間層２３の形成方法は、半導体装置Ａ１０の説明において先述した導電層２２の積層方法と同様である。
　図１５に示すように、基層２１において、炭素繊維強化樹脂を構成する複数の炭素繊維２１Ａは、いずれも厚さ方向ｚに延びている。複数の炭素繊維２１Ａにおいて、厚さ方向ｚの一方側の端面は導電層２２に接しており、かつ厚さ方向ｚの他方側の端面は中間層２３に接している。
　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、先述した半導体装置Ａ１０と同様に、支持部材１０に接合された導電部材２０と、導電部材２０に導通する状態で主面２０１に接合された半導体素子４０を備える。導電部材２０は、炭素繊維強化樹脂を含む材料からなる。したがって、半導体装置Ａ２０によっても、放熱性を向上させることができる。
　導電部材２０は、基層２１、導電層２２および中間層２３を含む。中間層２３は、裏面２０２を有し、かつ金属から構成される。基層２１は、炭素繊維を含む材料からなり、かつ中間層２３に積層されている。導電層２２は、導電層２２は、主面２０１を有し、かつ基層２１に積層されている。中間層２３により、たとえば鉛フリーハンダである第１接合層１９を用いて、導電部材２０を容易に支持部材１０に接合させることができる。また、導電層２２により、導電部材２０から半導体素子４０に流れる電流を、より安定させることができる。あわせて、鉛フリーハンダである第２接合層２９を用いて、半導体素子４０をより確実に導電部材２０に導通する状態で接合させることができる。
　〔第３実施形態〕
　図１６～図２１に基づき、本開示の第３実施形態にかかる半導体装置Ａ３０について説明する。これらの図において、先述した半導体装置Ａ１０の同一または類似の要素には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
　半導体装置Ａ３０は、支持部材１０、導電部材２０、第１リード３７、第２リード３８、半導体素子４０、複数の第１ワイヤ５０Ａ、第２ワイヤ５０Ｂ、絶縁層６０および封止樹脂７０を備える。これらの構成のうち、導電部材２０以外の構成が、先述した半導体装置Ａ１０と異なる。なお、半導体装置Ａ３０の説明においても、半導体素子４０は、ｎチャンネル型、かつ縦型構造のＭＯＳＦＥＴである場合を、その一例としている。
　図１７、図１９および図２０に示すように、支持部材１０は、導電部材２０を支持している。半導体装置Ａ３０においては、支持部材１０は、導電性を有する。支持部材１０は、第１リード３７および第２リード３８とともに、同一のリードフレームから構成される。当該リードフレームは、銅または銅合金からなる。
　図１７、図１８および図２０に示すように、支持部材１０は、搭載部１１、端子部１２および連結部１３を有する。このうち、搭載部１１が、支持面１０１、底面１０２および複数の側面１０３を有する。支持面１０１および複数の側面１０３は、絶縁層６０に覆われている。底面１０２は、封止樹脂７０から露出している。なお、支持面１０１には、たとえば銀めっきを施してもよい。また、搭載部１１には、孔１１１が設けられている。孔１１１は、支持面１０１から底面１０２に至って搭載部１１を厚さ方向ｚに貫通している。孔１１１は、厚さ方向ｚに沿って視て円形状である。孔１１１の周面は、絶縁層６０に覆われている。
　図１６～図１８に示すように、端子部１２は、封止樹脂７０から露出している。端子部１２は、第１方向ｘに延びている。図２０に示すように、端子部１２の厚さ方向ｚの位置は、搭載部１１の厚さ方向ｚの位置と異なる。なお、端子部１２の表面には、たとえば錫めっきを施してもよい。
　図１７および図１８に示すように、連結部１３は、搭載部１１および端子部１２を相互につないでいる。図２０に示すように、連結部１３は、第２方向ｙに沿って視て、くの字状に屈曲している。連結部１３は、絶縁層６０に覆われている。
　図１７～図２１（図１８を除く）に示すように、半導体装置Ａ３０においては、導電部材２０は、導電性を有する第１接合層１９を介して、支持部材１０の搭載部１１に導通する状態で接合されている。第１接合層１９は、たとえば銀ペーストのような、金属粒子が含有された合成樹脂を含む材料からなる。
　図１７および図１８に示すように、第１リード３７は、支持部材１０の端子部１２および連結部１３に対して第２方向ｙの一方側に配置されている。第１リード３７の厚さ方向ｚの位置は、端子部１２の厚さ方向ｚの位置と同一である。第１リード３７は、パッド部３７１および端子部３７２を有する。図１９に示すように、パッド部３７１は、絶縁層６０に覆われている。なお、パッド部３７１の表面には、たとえば銀めっきを施してもよい。端子部３７２は、封止樹脂７０から露出している。端子部３７２は、第１方向ｘに延びている。なお、端子部３７２の表面には、たとえば錫めっきを施してもよい。
　図１７および図１８に示すように、第２リード３８は、支持部材１０の端子部１２および連結部１３に対して第２方向ｙの他方側に配置されている。第２リード３８の第２方向ｙに沿った断面構成は、図１９に示す第１リード３７の断面構成と同様である。第２リード３８の厚さ方向ｚの位置は、第１リード３７、および支持部材１０の端子部１２の厚さ方向ｚの位置と同一である。第２リード３８は、パッド部３８１および端子部３８２を有する。パッド部３８１は、絶縁層６０に覆われている。なお、パッド部３８１の表面には、たとえば銀めっきを施してもよい。端子部３８２は、封止樹脂７０から露出している。端子部３８２は、第１方向ｘに延びている。なお、端子部３８２の表面には、たとえば錫めっきを施してもよい。
　図１７および図１８に示すように、第１リード３７の端子部３７２、支持部材１０の端子部１２および第２リード３８の端子部３８２は、第２方向ｙに沿って配列されている。第２方向ｙにおいて、端子部１２は、端子部３７２と端子部３８２との間に位置する。
　図１７に示すように、半導体素子４０の第１電極４１は、単一の領域から構成されている。厚さ方向ｚに沿って視て、半導体素子４０のゲート電極４３は、第１電極４１の周縁の一部に隣接している。図２１に示すように、半導体素子４０の第２電極４２は、第２接合層２９を介して導電部材２０の導電層２２に導通する状態で接合されている。これにより、端子部１２には、半導体素子４０のドレイン電流が流れる。
　図１７に示すように、複数の第１ワイヤ５０Ａは、半導体素子４０の第１電極４１と、第１リード３７のパッド部３７１とに接続されている。複数の第１ワイヤ５０Ａは、たとえばアルミニウムからなる。これにより、第１リード３７の端子部３７２は、第１電極４１に導通している。よって、端子部３７２には、半導体素子４０のソース電流が流れる。なお、半導体装置Ａ３０が示す例においては、複数の第１ワイヤ５０Ａの本数は２本であるが、本数はこれに限定されない。
　図１８に示すように、第２ワイヤ５０Ｂは、半導体素子４０のゲート電極４３と、第２リード３８のパッド部３８１とに接続されている。第２ワイヤ５０Ｂは、たとえば金（Ａｕ）からなる。これにより、第２リード３８の端子部３８２は、ゲート電極４３に導通している。よって、端子部３８２には、半導体素子４０が駆動するためのゲート電圧が印加される。
　絶縁層６０は、図１９～図２１に示すように、導電部材２０および半導体素子４０と、支持部材１０、第１リード３７および第２リード３８のそれぞれ一部ずつとを覆っている。なお、図示は省略するが、絶縁層６０は、複数の第１ワイヤ５０Ａ、および第２ワイヤ５０Ｂをさらに覆っている。なお、絶縁層６０の材料は、先述した半導体装置Ａ１０の絶縁層６０の材料と同一である。
　封止樹脂７０は、図１９および図２０に示すように、導電部材２０および複数の半導体素子４０の周囲に位置する。封止樹脂７０は、絶縁層６０を覆っている。図２１に示すように、封止樹脂７０には、複数の炭素繊維７０Ａが含有されている。なお、封止樹脂７０の材料は、先述した半導体装置Ａ１０の封止樹脂７０の材料と同一である。
　図１６～図２０（図１７を除く）に示すように、封止樹脂７０は、頂面７１、底面７２、一対の第１側面７３Ａ、一対の第２側面７３Ｂ、および取付け孔７４を有する。
　図１９および図２０に示すように、頂面７１は、厚さ方向ｚのうち支持部材１０の搭載部１１の支持面１０１が向く側を向く。底面７２は、厚さ方向ｚにおいて頂面７１とは反対側を向く。図１８に示すように、支持部材１０の搭載部１１の底面１０２は、底面７２から露出している。このため、半導体装置Ａ３０においては、支持部材１０の一部が、封止樹脂７０から露出する構成となっている。底面７２は、底面１０２を囲む枠状である。
　図１６～図２０（図１７を除く）に示すように、一対の第１側面７３Ａは、頂面７１および底面７２の双方につながり、かつ第１方向ｘを向く。第１方向ｘの一方側に位置する第１側面７３Ａからは、支持部材１０の端子部１２、第１リード３７の端子部３７２、および第２リード３８の端子部３８２が露出している。図１６および図１８に示すように、一対の第２側面７３Ｂは、頂面７１および底面７２の双方につながり、かつ第２方向ｙを向く。
　図２０に示すように、取付け孔７４は、頂面７１から底面７２に至って厚さ方向ｚに封止樹脂７０を貫通している。取付け孔７４の一部は、支持部材１０の搭載部１１の孔１１１に収容されている。取付け孔７４は、半導体装置Ａ３０をヒートシンク（図示略）に取り付ける際に利用される。図１７および図１８に示すように、取付け孔７４は、厚さ方向ｚに沿って視て円形状である。
　次に、半導体装置Ａ３０の作用効果について説明する。
　半導体装置Ａ３０は、先述した半導体装置Ａ１０と同様に、支持部材１０に接合された導電部材２０と、導電部材２０に導通する状態で主面２０１に接合された半導体素子４０を備える。導電部材２０は、炭素繊維強化樹脂を含む材料からなる。したがって、半導体装置Ａ３０によっても、放熱性を向上させることができる。
　導電部材２０が炭素繊維強化樹脂を含むことにより、導電部材２０は、支持部材１０の搭載部１１の補強部材として活用することができる。これにより、搭載部１１の厚さを薄くし、半導体装置Ａ３０の放熱性を、より向上させることができる。
　導電部材２０は、先述した半導体装置Ａ１０と同様に、基層２１および導電層２２を含む。導電層２２により、鉛フリーハンダである第２接合層２９を用いて、半導体素子４０をより確実に導電部材２０に導通する状態で接合させることができる。
　基層２１において、炭素繊維強化樹脂を構成する複数の炭素繊維２１Ａは、いずれも厚さ方向ｚに延びている。基層２１により、半導体素子４０から導電部材２０に伝導された熱を、より効率よく支持部材１０に伝導させることができる。また、炭素繊維強化樹脂の電気抵抗率は、それを構成する複数の炭素繊維２１Ａが延びる方向において最も小となる。これにより、支持部材１０から半導体素子４０に流れる電流を、より安定させることができる。
　〔第４実施形態〕
　図２２～図２４に基づき、本開示の第４実施形態にかかる半導体装置Ａ４０について説明する。これらの図において、先述した半導体装置Ａ１０の同一または類似の要素には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。なお、図２２が示す断面位置は、図１９が示す断面位置と同一である。図２３が示す断面位置は、図２０が示す断面位置と同一である。図２４が示す断面位置は、図２１が示す断面位置と同一である。
　半導体装置Ａ４０は、導電部材２０の構成が、先述した半導体装置Ａ３０と異なる。
　図２２および図２３に示すように、半導体装置Ａ４０においては、導電部材２０は、基層２１、導電層２２および中間層２３を含む積層板である。導電部材２０に含まれるこれらの構成要素は、先述した半導体装置Ａ２０と同様であるため、ここでの説明は省略する。
　図２４に示すように、基層２１において、炭素繊維強化樹脂を構成する複数の炭素繊維２１Ａは、いずれも厚さ方向ｚに延びている。複数の炭素繊維２１Ａにおいて、厚さ方向ｚの一方側の端面は導電層２２に接しており、かつ厚さ方向ｚの他方側の端面は中間層２３に接している。
　次に、半導体装置Ａ４０の作用効果について説明する。
　半導体装置Ａ４０は、先述した半導体装置Ａ１０と同様に、支持部材１０に接合された導電部材２０と、導電部材２０に導通する状態で主面２０１に接合された半導体素子４０を備える。導電部材２０は、炭素繊維強化樹脂を含む材料からなる。したがって、半導体装置Ａ４０によっても、放熱性を向上させることができる。
　導電部材２０は、先述した半導体装置Ａ２０と同様の構成要素である基層２１、導電層２２および中間層２３を含む。中間層２３により、たとえば鉛フリーハンダである第１接合層１９を用いて、導電部材２０をより確実に支持部材１０の搭載部１１に導通する状態で接合させることができる。また、導電層２２により、鉛フリーハンダである第２接合層２９を用いて、半導体素子４０をより確実に導電部材２０に導通する状態で接合させることができる。
　本開示は、先述した実施形態に限定されるものではない。本開示の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。
　本開示における種々の実施形態は、以下の付記として規定しうる。
　付記１．支持部材と、
　厚さ方向において互いに反対側を向く主面および裏面を有し、かつ前記裏面が前記支持部材に接合された導電部材と、
　前記導電部材に導通する状態で前記主面に接合された半導体素子と、を備え、
　前記導電部材は、炭素繊維強化樹脂を含む材料からなる、半導体装置。
　付記２．前記導電部材は、前記裏面を有する基層と、前記主面を有し、かつ前記基層に積層された導電層と、を含み、
　前記基層は、前記炭素繊維強化樹脂を含む材料からなる、付記１に記載の半導体装置。
　付記３．前記導電部材は、前記裏面を有し、かつ金属から構成される中間層と、前記中間層に積層された基層と、前記主面を有し、かつ前記基層に積層された導電層と、を含み、
　前記基層は、前記炭素繊維強化樹脂を含む材料からなる、付記１に記載の半導体装置。
　付記４．前記基層において、前記炭素繊維強化樹脂を構成する複数の炭素繊維は、いずれも前記厚さ方向に延びている、付記２または３に記載の半導体装置。
　付記５．前記導電部材および前記半導体素子の周囲に位置する封止樹脂をさらに備え、
　前記封止樹脂には、複数の炭素繊維が含有されている、付記４に記載の半導体装置。
　付記６．前記導電部材および前記半導体素子を覆う絶縁層をさらに備え、
　前記封止樹脂は、前記絶縁層を覆っている、付記５に記載の半導体装置。
　付記７．前記絶縁層には、ポリイミドが含有されている、付記６に記載の半導体装置。
　付記８．前記絶縁層には、シリコーンゲルが含有されている、付記７に記載の半導体装置。
　付記９．前記支持部材の一部が、前記封止樹脂から露出している、付記６ないし８のいずれかに記載の半導体装置。
　付記１０．前記支持部材は、電気絶縁性を有し、
　前記封止樹脂は、前記支持部材の一部を覆っている、付記９に記載の半導体装置。
　付記１１．前記半導体素子は、第１素子および第２素子を含み、
　前記導電部材は、前記第１素子が導通する状態で接合される第１導電部と、前記第２素子が導通する状態で接合される第２導電部と、を含み、
　前記第１導電部に導通する第１入力端子と、
　前記第２素子に導通する第２入力端子と、
　前記第２導電部に導通する出力端子と、をさらに備え、
　前記絶縁層は、前記第１入力端子、前記第２入力端子および前記出力端子のそれぞれ一部ずつを覆っている、付記１０に記載の半導体装置。
　付記１２．前記第１入力端子および前記第２入力端子のそれぞれ一部は、前記厚さ方向に対して直交する一方向の一方側において前記封止樹脂から露出し、
　前記出力端子の一部は、前記一方向の他方側において前記封止樹脂から露出している、付記１１に記載の半導体装置。
　付記１３．前記第１入力端子および前記第２入力端子は、前記厚さ方向において互いに離間し、
　前記第１入力端子は、前記封止樹脂から露出する第１端子部を有し、
　前記第２入力端子は、前記封止樹脂から露出する第２端子部を有し、
　前記厚さ方向に沿って視て、前記第２端子部の少なくとも一部が、前記第１端子部に重なっている、付記１２に記載の半導体装置。
　付記１４．前記支持部材は、導電性を有し、
　前記導電部材は、前記支持部材に導通する状態で接合され、
　前記絶縁層は、前記支持部材の一部を覆っている、付記９に記載の半導体装置。
　付記１５．前記支持部材は、前記導電部材が導通する状態で接合される搭載部と、前記封止樹脂から露出する端子部と、前記搭載部および前記端子部を相互につなぐ連結部と、を有し、
　前記絶縁層は、前記搭載部の一部および前記連結部を覆っている、付記１４に記載の半導体装置。
　付記１６．前記連結部は、前記厚さ方向に対して直交する一方向に沿って視て屈曲している、付記１５に記載の半導体装置。

Claims (16)

  1. 　支持部材と、
    　厚さ方向において互いに反対側を向く主面および裏面を有し、かつ前記裏面が前記支持部材に接合された導電部材と、
    　前記導電部材に導通する状態で前記主面に接合された半導体素子と、を備え、
    　前記導電部材は、炭素繊維強化樹脂を含む材料からなる、半導体装置。
  2. 　前記導電部材は、前記裏面を有する基層と、前記主面を有し、かつ前記基層に積層された導電層と、を含み、
    　前記基層は、前記炭素繊維強化樹脂を含む材料からなる、請求項１に記載の半導体装置。
  3. 　前記導電部材は、前記裏面を有し、かつ金属から構成される中間層と、前記中間層に積層された基層と、前記主面を有し、かつ前記基層に積層された導電層と、を含み、
    　前記基層は、前記炭素繊維強化樹脂を含む材料からなる、請求項１に記載の半導体装置。
  4. 　前記基層において、前記炭素繊維強化樹脂を構成する複数の炭素繊維は、いずれも前記厚さ方向に延びている、請求項２または３に記載の半導体装置。
  5. 　前記導電部材および前記半導体素子の周囲に位置する封止樹脂をさらに備え、
    　前記封止樹脂には、複数の炭素繊維が含有されている、請求項４に記載の半導体装置。
  6. 　前記導電部材および前記半導体素子を覆う絶縁層をさらに備え、
    　前記封止樹脂は、前記絶縁層を覆っている、請求項５に記載の半導体装置。
  7. 　前記絶縁層には、ポリイミドが含有されている、請求項６に記載の半導体装置。
  8. 　前記絶縁層には、シリコーンゲルが含有されている、請求項７に記載の半導体装置。
  9. 　前記支持部材の一部が、前記封止樹脂から露出している、請求項６ないし８のいずれかに記載の半導体装置。
  10. 　前記支持部材は、電気絶縁性を有し、
    　前記封止樹脂は、前記支持部材の一部を覆っている、請求項９に記載の半導体装置。
  11. 　前記半導体素子は、第１素子および第２素子を含み、
    　前記導電部材は、前記第１素子が導通する状態で接合される第１導電部と、前記第２素子が導通する状態で接合される第２導電部と、を含み、
    　前記第１導電部に導通する第１入力端子と、
    　前記第２素子に導通する第２入力端子と、
    　前記第２導電部に導通する出力端子と、をさらに備え、
    　前記絶縁層は、前記第１入力端子、前記第２入力端子および前記出力端子のそれぞれ一部ずつを覆っている、請求項１０に記載の半導体装置。
  12. 　前記第１入力端子および前記第２入力端子のそれぞれ一部は、前記厚さ方向に対して直交する一方向の一方側において前記封止樹脂から露出し、
    　前記出力端子の一部は、前記一方向の他方側において前記封止樹脂から露出している、請求項１１に記載の半導体装置。
  13. 　前記第１入力端子および前記第２入力端子は、前記厚さ方向において互いに離間し、
    　前記第１入力端子は、前記封止樹脂から露出する第１端子部を有し、
    　前記第２入力端子は、前記封止樹脂から露出する第２端子部を有し、
    　前記厚さ方向に沿って視て、前記第２端子部の少なくとも一部が、前記第１端子部に重なっている、請求項１２に記載の半導体装置。
  14. 　前記支持部材は、導電性を有し、
    　前記導電部材は、前記支持部材に導通する状態で接合され、
    　前記絶縁層は、前記支持部材の一部を覆っている、請求項９に記載の半導体装置。
  15. 　前記支持部材は、前記導電部材が導通する状態で接合される搭載部と、前記封止樹脂から露出する端子部と、前記搭載部および前記端子部を相互につなぐ連結部と、を有し、
    　前記絶縁層は、前記搭載部の一部および前記連結部を覆っている、請求項１４に記載の半導体装置。
  16. 　前記連結部は、前記厚さ方向に対して直交する一方向に沿って視て屈曲している、請求項１５に記載の半導体装置。
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