WO2020218298A1 - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2020218298A1
WO2020218298A1 PCT/JP2020/017201 JP2020017201W WO2020218298A1 WO 2020218298 A1 WO2020218298 A1 WO 2020218298A1 JP 2020017201 W JP2020017201 W JP 2020017201W WO 2020218298 A1 WO2020218298 A1 WO 2020218298A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
wiring
electrode
semiconductor device
passive element
switching element
Prior art date
Application number
PCT/JP2020/017201
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
沢水 神田
Original Assignee
ローム株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ローム株式会社 filed Critical ローム株式会社
Priority to DE112020002540.3T priority Critical patent/DE112020002540T5/de
Priority to US17/441,950 priority patent/US20220165719A1/en
Priority to CN202080030133.7A priority patent/CN113748509A/zh
Priority to JP2021516139A priority patent/JP7365405B2/ja
Priority to DE212020000086.7U priority patent/DE212020000086U1/de
Publication of WO2020218298A1 publication Critical patent/WO2020218298A1/ja

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/28—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/40—Mountings or securing means for detachable cooling or heating arrangements ; fixed by friction, plugs or springs
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/04—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
    • H01L25/07—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L29/00
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/18—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof the devices being of types provided for in two or more different subgroups of the same main group of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/06—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of a plurality of bonding areas
    • H01L2224/0601—Structure
    • H01L2224/0603—Bonding areas having different sizes, e.g. different heights or widths
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/06—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of a plurality of bonding areas
    • H01L2224/061—Disposition
    • H01L2224/0618—Disposition being disposed on at least two different sides of the body, e.g. dual array
    • H01L2224/06181—On opposite sides of the body
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/49—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
    • H01L2224/4901—Structure
    • H01L2224/4903—Connectors having different sizes, e.g. different diameters
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/49—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
    • H01L2224/491—Disposition
    • H01L2224/4911—Disposition the connectors being bonded to at least one common bonding area, e.g. daisy chain
    • H01L2224/49111—Disposition the connectors being bonded to at least one common bonding area, e.g. daisy chain the connectors connecting two common bonding areas, e.g. Litz or braid wires
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/49—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
    • H01L2224/491—Disposition
    • H01L2224/4912—Layout
    • H01L2224/49175—Parallel arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/49—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
    • H01L2224/494—Connecting portions
    • H01L2224/4943—Connecting portions the connecting portions being staggered
    • H01L2224/49431—Connecting portions the connecting portions being staggered on the semiconductor or solid-state body
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/181—Encapsulation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/19—Details of hybrid assemblies other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/191—Disposition
    • H01L2924/19101—Disposition of discrete passive components
    • H01L2924/19105—Disposition of discrete passive components in a side-by-side arrangement on a common die mounting substrate

Definitions

  • the present disclosure relates to a semiconductor device including a plurality of switching elements.
  • Patent Document 1 discloses an example of such a semiconductor device.
  • a surge voltage is generated in a semiconductor device as a switching element is driven.
  • the surge voltage tends to increase as the current flowing through the switching element increases or the switching element is driven at a higher speed. If the surge voltage becomes large, the switching element may be destroyed.
  • one object of the present disclosure is to provide a technique capable of suppressing an increase in the size of a wiring board on which the semiconductor device is mounted while suppressing a surge voltage generated in the semiconductor device. To do.
  • both the first passive element and the second passive element are capacitors.
  • the first electrode and the second electrode are separated from each other in the first direction, and the third electrode and the fourth electrode are separated from each other in the first direction, and the thickness thereof. Seen along the direction, the conductive material, the second electrode, and the third electrode are located between the first wiring and the second wiring.
  • the Young's modulus of the conductive material is smaller than the Young's modulus of each of the first wiring and the second wiring.
  • an insulating material located between the first passive element and the second passive element and having thermal conductivity is further provided, and the insulating material is in contact with the conductive material and is in contact with the conductive material. It is in contact with at least one of the wiring and the second wiring.
  • an insulating material located between the first wiring and the second wiring and having thermal conductivity is further provided, and the insulating material is in contact with the conductive material and is in contact with the first wiring and the first wiring. It is in contact with at least one of the second wires.
  • the support member includes an insulating substrate to which the plurality of wiring members are fixed, and the insulating material is in contact with the insulating substrate.
  • the sealing resin further comprises, and the sealing resin includes the insulating substrate, the plurality of wiring members, the first switching element, the second switching element, the first passive element, the second passive element, and the like.
  • the support member that covers the conductive material includes a heat radiating member that is located on the side opposite to the plurality of wiring members with respect to the insulating substrate in the thickness direction and is fixed to the insulating substrate. The member is exposed from the sealing resin, and when viewed along the thickness direction, the heat radiating member overlaps the plurality of wiring members and is located inward of the peripheral edge of the insulating substrate.
  • the plurality of wiring members further include a third wiring
  • the third wiring is a second wiring orthogonal to the first wiring and the second wiring in the thickness direction and the first direction. They are spaced apart in the direction, the second switching element is joined to the third wiring, the first switching element is joined to the first wiring, and is conductive to the third wiring.
  • a first diode and a second diode are further provided, the first diode is connected in parallel with the first switching element to the first wiring, and the second diode is connected to the second wiring. It is connected in parallel with the second switching element.
  • the semiconductor device provided by the second aspect of the present disclosure includes a support member including a plurality of wiring members having a first wiring and a second wiring separated from each other in a first direction orthogonal to the thickness direction, and the first. It includes a first switching element conducting the wiring, a second switching element conducting the first switching element and the second wiring, and a snubber capacitor located between the first wiring and the second wiring.
  • the snubber capacitor has a first conductive portion and a second conductive portion separated from each other, and an insulating portion including a portion sandwiched between the first conductive portion and the second conductive portion.
  • the first conductive portion is connected to the first wiring and extends from the first wiring in the first direction
  • the second conductive portion is connected to the second wiring
  • the second wiring is connected to the first direction. Extends to.
  • the support member includes an insulating substrate to which the plurality of wiring members are fixed, and the insulating portion has thermal conductivity and is in contact with the insulating substrate.
  • the first conductive portion and the second conductive portion are separated from each other in the thickness direction.
  • the semiconductor device described above it is possible to avoid an increase in the size of the wiring board on which the device is mounted while suppressing the surge voltage generated in the device.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line VIII-VIII of FIG. It is sectional drawing which follows the IX-IX line of FIG. It is a partially enlarged view of FIG. It is sectional drawing which follows the XI-XI line of FIG.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view taken along the line XVII-XVII of FIG. It is a partially enlarged plan view (permeating the sealing resin) of the semiconductor device which concerns on 3rd Embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line XXIII-XXIII of FIG. It is a partially enlarged plan view (permeating the sealing resin) of the semiconductor device which concerns on the modification of 5th Embodiment. It is sectional drawing which follows the line XXV-XXV of FIG.
  • the semiconductor device A10 includes a support member 10, a first switching element 41A, a second switching element 41B, a first diode 42A, a second diode 42B, a first passive element 43, a second passive element 44, a conductive material 45, and a sealing resin. 60 (see, for example, FIGS. 3, 8, 9 and 11-13).
  • the semiconductor device A10 includes a pair of input terminals 31, a pair of output terminals 32, a pair of gate terminals 33, a pair of detection terminals 34, and a plurality of first conductions.
  • a member 51A, a plurality of second conductive members 51B, a plurality of third conductive members 51C, and a plurality of fourth conductive members 51D are further provided.
  • DC power is converted into AC power by driving the first switching element 41A and the second switching element 41B.
  • the semiconductor device A10 is used as a drive source for a motor, an inverter device for various electric appliances, a DC / DC converter, and the like.
  • FIG. 3 is transparent to the sealing resin 60 for convenience of understanding (see the alternate long and short dash line).
  • the support member 10 supports the first switching element 41A, the second switching element 41B, the first diode 42A, and the second diode 42B. Further, the support member 10 constitutes a part of the conduction path between the plurality of semiconductor elements (41A, 41B, 42A, 42B) and the wiring board on which the semiconductor device A10 is mounted.
  • the support member 10 includes an insulating substrate 11, a plurality of wiring members 21, and a heat radiating member 22. Instead of this, the support member 10 may be composed of only the lead frame.
  • the thickness direction of the support member 10 (more specifically, for example, the thickness direction of any one wiring member 21) is referred to as "thickness direction z" (or “direction z” or “direction z”. It is called “thickness direction”).
  • One direction orthogonal to the thickness direction z is called “first direction x” (or “direction x” or “first direction”).
  • the direction orthogonal to both the thickness direction z and the first direction x is referred to as a "second direction y" (or “direction y" or “second direction”).
  • the semiconductor device A10 has a rectangular shape when viewed along the thickness direction z (that is, in a plan view). In the example shown in the figure, the semiconductor device A10 has a shape that is relatively long in the first direction x and relatively short in the second direction y, but the present disclosure is not limited thereto.
  • the insulating substrate 11 is made of a material having a relatively high thermal conductivity.
  • the insulating substrate 11 is, for example, a ceramic containing silicon nitride (Si 3 N 4 ) or aluminum nitride (Al N).
  • the insulating substrate 11 has a first surface (upper surface in FIG. 8) and a second surface (lower surface in FIG. 8) separated from each other in the thickness direction z.
  • the plurality of wiring members 21 are fixed to the upper surface (one surface in the thickness direction z) of the insulating substrate 11.
  • a plurality of semiconductor elements such as a first switching element 41A and a first diode 42A and a semiconductor device A10 are mounted on the plurality of wiring members 21 together with a pair of input terminals 31 and a pair of output terminals 32 (see FIG. 3). It forms a conduction path to and from the wiring board.
  • the plurality of wiring members 21 are metal layers made of, for example, copper (Cu).
  • the thickness t of each wiring member 21 (see FIGS. 11 and 13) is larger than the thickness t0 of the insulating substrate 11.
  • the thickness t is, for example, 0.8 mm or more.
  • Each wiring member 21 has a main surface 211.
  • the main surface 211 faces a plurality of semiconductor elements such as the first switching element 41A and the first diode 42A in the thickness direction z.
  • the main surface 211 of each wiring member 21 may be plated with silver (Ag) or a plurality of types of metal plating in which an aluminum (Al) layer, a nickel (Ni) layer, and a silver layer are laminated in this order.
  • the plurality of wiring members 21 are all located inward from the peripheral edge of the insulating substrate 11.
  • the plurality of wiring members 21 include a first wiring 21A, a second wiring 21B, a third wiring 21C, and a pair of fourth wirings 21D.
  • the first wiring 21A and the second wiring 21B are separated from each other in the first direction x.
  • each of the first wiring 21A and the second wiring 21B has a rectangular shape having the first direction x as a long side.
  • the third wiring 21C is located between the first wiring 21A and the second wiring 21B and the pair of output terminals 32 in the second direction y.
  • the third wiring 21C and the first wiring 21A and the second wiring 21B are separated from each other in the second direction y.
  • the third wiring 21C has a rectangular shape with the first direction x as the long side.
  • the pair of fourth wirings 21D are located on both sides of the third wiring 21C in the first direction x.
  • the pair of the fourth wiring 21D and the first wiring 21A and the second wiring 21B are separated from each other in the second direction y.
  • the pair of the fourth wiring 21D and the third wiring 21C are separated from each other in the first direction x.
  • the heat radiating member 22 is located on the side opposite to the plurality of wiring members 21 with respect to the insulating substrate 11 in the thickness direction z, and is fixed to the insulating substrate 11.
  • the heat radiating member 22 is, for example, a metal layer made of (or containing copper) copper.
  • the heat radiating member 22 overlaps the plurality of wiring members 21 when viewed along the thickness direction z.
  • the heat radiating member 22 is located inward of the peripheral edge of the insulating substrate 11 when viewed along the thickness direction z.
  • the heat radiating member 22 has a back surface 221.
  • the back surface 221 faces the side opposite to the main surface 211 of the plurality of wiring members 21.
  • the pair of input terminals 31 are located on one side of the second direction y of the plurality of wiring members 21.
  • the pair of input terminals 31 are separated from the support member 10.
  • the pair of input terminals 31 are separated from each other in the first direction x.
  • DC power converted by the semiconductor device A10 is input to the pair of input terminals 31. Therefore, as shown in FIGS. 14 and 15, when the semiconductor device A10 is mounted on the wiring board, the pair of input terminals 31 are connected to the DC power supply E.
  • the pair of input terminals 31 is composed of the same lead frame together with the pair of output terminals 32, the pair of gate terminals 33, and the pair of detection terminals 34.
  • the lead frame is made of, for example, copper or a copper alloy.
  • the pair of input terminals 31 includes a first input terminal 31A and a second input terminal 31B.
  • the first input terminal 31A is located closest to the first wiring 21A of the pair of input terminals 31.
  • the first input terminal 31A forms a positive electrode (P terminal) of a pair of input terminals 31.
  • the second input terminal 31B is located closest to the second wiring 21B of the pair of input terminals 31.
  • the second input terminal 31B forms a negative electrode (N terminal) of a pair of input terminals 31.
  • Each of the first input terminal 31A and the second input terminal 31B has a pad portion 311 and a terminal portion 312.
  • the pad portion 311 is separated from the support member 10 and is covered with the sealing resin 60.
  • the pair of input terminals 31 are supported by the sealing resin 60.
  • silver plating may be applied to the surface of the pad portion 311.
  • the terminal portion 312 is connected to the pad portion 311 and is exposed from the sealing resin 60.
  • the terminal portion 312 is used when mounting the semiconductor device A10 on the wiring board.
  • the terminal portion 312 has a base portion 312A and an upright portion 312B.
  • the base portion 312A is connected to the pad portion 311 and extends from the sealing resin 60 in the second direction y.
  • the upright portion 312B extends from the tip of the base portion 312A in the second direction y toward the side facing the main surface 211 of the plurality of wiring members 21 in the thickness direction z. ing.
  • the terminal portion 312 has an L shape when viewed along the first direction x.
  • the surface of the terminal portion 312 may be nickel-plated, for example.
  • the pair of output terminals 32 are located on the side opposite to the pair of input terminals 31 with respect to the plurality of wiring members 21 in the second direction y.
  • the pair of output terminals 32 are separated from the support member 10.
  • the pair of output terminals 32 are separated from each other in the first direction x. From the pair of output terminals 32, AC power converted by the semiconductor device A10 is output.
  • the pair of output terminals 32 are connected to the positive electrode of a load such as a motor after being formed into one wiring externally.
  • the pair of output terminals 32 includes a first output terminal 32A and a second output terminal 32B.
  • the first output terminal 32A is located closest to the first input terminal 31A of the pair of output terminals 32.
  • first output terminal 32A a current flows from the semiconductor device A10 toward the load.
  • the second output terminal 32B is located closest to the second input terminal 31B of the pair of output terminals 32. In the second output terminal 32B, a current flows from the load toward the semiconductor device A10.
  • Each of the first output terminal 32A and the second output terminal 32B has a pad portion 321 and a terminal portion 322.
  • the pad portion 321 is separated from the support member 10 and is covered with the sealing resin 60.
  • the pair of output terminals 32 are supported by the sealing resin 60.
  • silver plating may be applied to the surface of the pad portion 321.
  • the terminal portion 322 is connected to the pad portion 321 and is exposed from the sealing resin 60.
  • the terminal portion 322 is used when the semiconductor device A10 is mounted on the wiring board.
  • the terminal portion 322 has a base portion 322A and an upright portion 322B.
  • the base portion 322A is connected to the pad portion 321 and extends from the sealing resin 60 in the second direction y.
  • the upright portion 322B extends from the tip end of the base portion 322A in the first direction x toward the side facing the main surface 211 of the plurality of wiring members 21 in the thickness direction z.
  • the terminal portion 322 has an L shape when viewed along the first direction x.
  • the shape of the terminal portion 322 is the same as the shape of each of the terminal portions 312 of the pair of input terminals 31.
  • the surface of the terminal portion 322 may be nickel-plated, for example.
  • each of the first switching element 41A and the second switching element 41B is joined to the main surface 211 of any of the plurality of wiring members 21.
  • Both the first switching element 41A and the second switching element 41B have a rectangular shape (square shape in the semiconductor device A10) when viewed along the thickness direction z.
  • both the first switching element 41A and the second switching element 41B are MOSFETs (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor) containing a semiconductor material mainly composed of silicon carbide (SiC). ..
  • the first switching element 41A and the second switching element 41B are not limited to MOSFETs, but include field effect transistors including MISFETs (Metal-Insulator-Semiconductor Field-Effect Transistors) and bipolar transistors such as IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors). Switching element may be used.
  • MISFETs Metal-Insulator-Semiconductor Field-Effect Transistors
  • IGBTs Insulated Gate Bipolar Transistors
  • each of the first switching element 41A and the second switching element 41B has a main surface electrode 411, a back surface electrode 412, and a gate electrode 413.
  • the main surface electrode 411 is located farthest from the main surface 211 of the plurality of wiring members 21 in the thickness direction z.
  • a source current flows through the main surface electrode 411 from the inside of the switching element.
  • the main surface electrode 411 is divided into four parts.
  • a plurality of wires 501 are individually bonded to the four portions of the main surface electrode 411.
  • the plurality of wires 501 are made of a metal containing, for example, aluminum.
  • the plurality of wires 501 bonded to the main surface electrode 411 of the first switching element 41A are bonded to the main surface 211 of the third wiring 21C.
  • the first switching element 41A is conducting to the third wiring 21C.
  • the plurality of wires 501 bonded to the main surface electrode 411 of the second switching element 41B are bonded to the main surface 211 of the third wiring 21C.
  • the second switching element 41B is conducting to the second wiring 21B.
  • the back surface electrode 412 is located closest to the main surface 211 of the plurality of wiring members 21 in the thickness direction z. Therefore, in each of the first switching element 41A and the second switching element 41B, the back surface electrode 412 is located on the opposite side of the main surface electrode 411. In each of the first switching element 41A and the second switching element 41B, a drain current flows through the back surface electrode 412 toward the inside of the switching element.
  • the back electrode 412 of the first switching element 41A is bonded to the main surface 211 of the first wiring 21A by a conductive bonding layer 49. As a result, the first switching element 41A is conducting to the first wiring 21A.
  • the back electrode 412 of the second switching element 41B is bonded to the main surface 211 of the third wiring 21C by the bonding layer 49.
  • the second switching element 41B is conducting to the third wiring 21C.
  • the bonding layer 49 is, for example, lead-free solder containing tin (Sn) as a main component, or calcined silver.
  • the gate electrode 413 is located at substantially the same position as the main surface electrode 411 in the thickness direction z.
  • a gate voltage for driving the switching element is applied to the gate electrode 413.
  • the size of the gate electrode 413 is smaller than the size of each portion of the main surface electrode 411 divided into four.
  • each of the first diode 42A and the second diode 42B is joined to the main surface 211 of any of the plurality of wiring members 21.
  • Both the first diode 42A and the second diode 42B have a rectangular shape (square shape in the semiconductor device A10) when viewed along the thickness direction z.
  • the first diode 42A and the second diode 42B are both Schottky barrier diodes containing a semiconductor material mainly composed of silicon carbide (SiC).
  • each of the first diode 42A and the second diode 42B has an anode electrode 421 and a cathode electrode 422.
  • the anode electrode 421 is located farthest from the main surface 211 of the plurality of wiring members 21 in the thickness direction z.
  • the anode electrode 421 corresponds to the positive electrode of each of the first diode 42A and the second diode 42B.
  • a plurality of wires 501 are bonded to the anode electrode 421.
  • a plurality of wires 501 bonded to the anode electrode 421 of the first diode 42A are bonded to the main surface 211 of the fourth wiring 21D located closest to the first switching element 41A of the pair of fourth wirings 21D. ing.
  • the first diode 42A is conducting to the fourth wiring 21D.
  • the plurality of wires 501 bonded to the anode electrode 421 of the second diode 42B are bonded to the main surface 211 of the second wiring 21B.
  • the second diode 42B is conducting to the second wiring 21B.
  • the second diode 42B is connected to the second wiring 21B in parallel with the second switching element 41B (see FIGS. 14 and 15).
  • the second diode 42B forms a freewheeling diode with respect to the second switching element 41B.
  • the cathode electrode 422 is located closest to the main surface 211 of the plurality of wiring members 21 in the thickness direction z. Therefore, in each of the first diode 42A and the second diode 42B, the cathode electrode 422 is located on the opposite side of the anode electrode 421.
  • the cathode electrode 422 corresponds to the negative electrode of each of the first diode 42A and the second diode 42B.
  • the cathode electrode 422 of the first diode 42A is bonded to the main surface 211 of the first wiring 21A by the bonding layer 49. As a result, the first diode 42A is conducting to the first wiring 21A.
  • the first diode 42A is connected to the first wiring 21A in parallel with the first switching element 41A (see FIGS. 14 and 15). As a result, the first diode 42A forms a freewheeling diode with respect to the first switching element 41A.
  • the cathode electrode 422 of the second diode 42B is bonded to the main surface 211 of the fourth wiring 21D located closest to the second switching element 41B of the pair of fourth wirings 21D by the bonding layer 49. As a result, the second diode 42B is conducting to the fourth wiring 21D.
  • the pair of gate terminals 33 are located on both sides of the plurality of wiring members 21 in the second direction y.
  • a gate voltage for driving either the first switching element 41A or the second switching element 41B is applied to each of the pair of gate terminals 33.
  • Each of the pair of gate terminals 33 has a pad portion 331 and a terminal portion 332.
  • the pad portion 331 is separated from the support member 10 and is covered with the sealing resin 60.
  • the pair of gate terminals 33 are supported by the sealing resin 60.
  • a pair of gate wires 502 are individually joined to the pad portions 331 of the pair of gate terminals 33.
  • the pair of gate wires 502 are made of metal, including, for example, gold or aluminum.
  • any one of the pair of gate wires 502 joined to the pad portion 331 located closest to the first wiring 21A is attached to the gate electrode 413 of the first switching element 41A. It is joined.
  • any one of the pair of gate wires 502 joined to the pad portion 331 located closest to the third wiring 21C is attached to the gate electrode 413 of the second switching element 41B. It is joined.
  • the surface of the pad portion 331 may be silver-plated, for example.
  • the terminal portion 332 is connected to the pad portion 331 and is exposed from the sealing resin 60.
  • the terminal portion 332 is used when the semiconductor device A10 is mounted on the wiring board.
  • the terminal portion 332 has a base portion 332A and an upright portion 332B.
  • the base portion 332A is connected to the pad portion 331 and extends from the sealing resin 60 in the second direction y.
  • the dimensions of the base 332A in the second direction y are smaller than the dimensions of the base 312A of the pair of input terminals 31 and the base 322A of the pair of output terminals 32 in the second direction y, respectively.
  • the upright portion 332B is directed from the tip of the base portion 332A in the second direction y toward the side facing the main surface 211 of the plurality of wiring members 21 in the thickness direction z shown in FIG. It is extending.
  • the terminal portion 332 has an L shape when viewed along the first direction x.
  • the surface of the terminal portion 332 may be nickel-plated, for example.
  • the pair of detection terminals 34 are located on both sides of the plurality of wiring members 21 in the second direction y and next to the pair of gate terminals 33 in the second direction y.
  • a voltage corresponding to the source current flowing through the main surface electrode 411 of either the first switching element 41A or the second switching element 41B is applied to each of the pair of detection terminals 34.
  • the source current applied to each of the first switching element 41A and the second switching element 41B is detected based on the voltage applied to each of the pair of detection terminals 34. Will be done.
  • Each of the pair of detection terminals 34 has a pad portion 341 and a terminal portion 342.
  • the pad portion 341 is separated from the support member 10 and is covered with the sealing resin 60.
  • the pair of detection terminals 34 are supported by the sealing resin 60.
  • a pair of detection wires 503 are individually joined to the pad portions 341 of the pair of detection terminals 34.
  • the pair of detection wires 503 are made of metal, including, for example, gold or aluminum.
  • any one of the pair of detection wires 503 joined to the pad portion 341 located closest to the first wiring 21A is the main surface electrode 411 of the first switching element 41A. It is joined to.
  • any one of the pair of detection wires 503 joined to the pad portion 341 located closest to the third wiring 21C is the main surface electrode 411 of the second switching element 41B. It is joined to.
  • silver plating may be applied to the surface of the pad portion 341.
  • the terminal portion 342 is connected to the pad portion 341 and is exposed from the sealing resin 60.
  • the terminal portion 342 is used when the semiconductor device A10 is mounted on the wiring board.
  • the terminal portion 342 has a base portion 342A and an upright portion 342B.
  • the base portion 342A is connected to the pad portion 341 and extends from the sealing resin 60 in the second direction y.
  • the dimensions of the base 342A in the second direction y are substantially equal to the dimensions of the base 332A of the pair of gate terminals 33 in the second direction y.
  • the upright portion 342B is directed from the tip of the base portion 342A in the second direction y toward the side facing the main surface 211 of the plurality of wiring members 21 in the thickness direction z shown in FIG. It is extending.
  • the terminal portion 342 has an L shape when viewed along the first direction x.
  • the surface of the terminal portion 342 may be nickel-plated, for example.
  • the first conductive member 51A, the second conductive member 51B, the third conductive member 51C, and the fourth conductive member 51D have a first input terminal 31A, a second input terminal 31B, a first output terminal 32A, and It constitutes a conductive path between the second output terminal 32B and the plurality of wiring members 21.
  • These conductive members are covered with a sealing resin 60.
  • each of these conductive members is composed of a plurality of wires.
  • the plurality of wires are made of a metal containing aluminum.
  • each of these conductive members may be a metal lead containing copper instead of the plurality of wires.
  • the first conductive member 51A is joined to the pad portion 311 of the first input terminal 31A and the main surface 211 of the first wiring 21A.
  • the first input terminal 31A is electrically connected to both the back electrode 412 of the first switching element 41A and the cathode electrode 422 of the first diode 42A.
  • the second conductive member 51B is joined to the pad portion 311 of the second input terminal 31B and the main surface 211 of the second wiring 21B.
  • the second input terminal 31B is electrically connected to both the main surface electrode 411 of the second switching element 41B and the anode electrode 421 of the second diode 42B.
  • the third conductive member 51C is joined to the pad portion 321 of the first output terminal 32A and the main surface 211 of the third wiring 21C.
  • the first output terminal 32A is conductive to both the main surface electrode 411 of the first switching element 41A and the back surface electrode 412 of the second switching element 41B.
  • the fourth conductive member 51D is joined to each main surface 211 of the pair of fourth wirings 21D.
  • the two wires are the main surface 211 of the fourth wiring 21D to which the second diode 42B of the pair of fourth wirings 21D is joined, and the second output. It is joined to the pad portion 321 of the terminal 32B.
  • the second output terminal 32B is electrically connected to both the anode electrode 421 of the first diode 42A and the cathode electrode 422 of the second diode 42B.
  • the first passive element 43 is arranged on the main surface 211 of the first wiring 21A.
  • the first passive element 43 is a capacitor.
  • the first passive element 43 is a ceramic capacitor or a film capacitor.
  • the first passive element 43 has a first electrode 431 and a second electrode 432 that are separated from each other.
  • the first electrode 431 is bonded to the main surface 211 of the first wiring 21A by a bonding layer 49.
  • the first electrode 431 is conductive to both the back electrode 412 of the first switching element 41A and the cathode electrode 422 of the first diode 42A.
  • the second passive element 44 is arranged on the main surface 211 of the second wiring 21B as shown in FIGS. 3, 12, and 13.
  • the second passive element 44 is a capacitor.
  • the second passive element 44 is a ceramic capacitor or a film capacitor.
  • the second passive element 44 has a third electrode 441 and a fourth electrode 442 that are separated from each other.
  • the fourth electrode 442 is bonded to the main surface 211 of the second wiring 21B by a bonding layer 49.
  • the fourth electrode 442 is conductive to both the main surface electrode 411 of the first switching element 41A and the anode electrode 421 of the second diode 42B.
  • the direction in which the first electrode 431 and the second electrode 432 are separated from each other in the first passive element 43 is the thickness direction z.
  • the direction in which the third electrode 441 and the fourth electrode 442 are separated from each other is the thickness direction z.
  • the first passive element 43 and the second passive element 44 are separated from each other in the first direction x.
  • the conductive material 45 connects the second electrode 432 of the first passive element 43 and the third electrode 441 of the second passive element 44.
  • the first passive element 43 and the second passive element 44 are connected in series with each other.
  • the conductive material 45 is a metal piece.
  • the metal piece contains, for example, copper.
  • the conductive material 45 is located apart from the plurality of wiring members 21 in the thickness direction z.
  • the conductive material 45 is bonded to both the second electrode 432 and the third electrode 441 by the bonding layer 49. As a result, the conductive material 45 is supported by both the first passive element 43 and the second passive element 44.
  • the first passive element 43 and the second passive element 44 form a snubber circuit of the semiconductor device A10.
  • the first passive element 43 may be a resistor and the second passive element 44 may be a capacitor (RC snubber).
  • the sealing resin 60 includes an insulating substrate 11, a plurality of wiring members 21, a first switching element 41A, a second switching element 41B, a first diode 42A, and a first diode 42A. , The first passive element 43, the second passive element 44, and the conductive material 45 are covered.
  • the sealing resin 60 covers a part of the heat radiating member 22.
  • the sealing resin 60 further covers the plurality of wires 501, the pair of gate wires 502, and the pair of detection wires 503.
  • the sealing resin 60 is made of a material containing an epoxy resin as a main component.
  • the sealing resin 60 has a top surface 61, a bottom surface 62, a pair of first side surfaces 63A, a pair of second side surfaces 63B, and a pair of mounting holes 64. ..
  • the top surface 61 faces the same side as the main surface 211 of the plurality of wiring members 21 in the thickness direction z.
  • the bottom surface 62 faces the side opposite to the top surface 61.
  • the back surface 221 of the heat radiating member 22 is exposed from the bottom surface 62.
  • the bottom surface 62 is located around the back surface 221.
  • the pair of first side surfaces 63A are connected to both the top surface 61 and the bottom surface 62, and are separated from each other in the first direction x.
  • the pair of second side surfaces 63B are connected to both the top surface 61 and the bottom surface 62, and are separated from each other in the second direction y. Both ends of each of the pair of second side surfaces 63B in the second direction y are connected to the pair of first side surfaces 63A.
  • the pair of second side surfaces 63B from the second side surface 63B located on one side of the second direction y, the terminal portion 312 of the pair of input terminals 31, the terminal portion 332 of the pair of gate terminals 33, and the pair.
  • the terminal portion 332 and the terminal portion 342 arranged corresponding to the first switching element 41A are exposed.
  • the pair of second side surfaces 63B from the second side surface 63B located on the other side in the second direction y, the terminal portion 322 of the pair of output terminals 32, the terminal portion 332 of the pair of gate terminals 33, and the pair.
  • the terminal portions 342 of the detection terminal 34 the terminal portion 332 and the terminal portion 342 arranged corresponding to the second switching element 41B are exposed.
  • the pair of mounting holes 64 penetrate the sealing resin 60 from the top surface 61 to the bottom surface 62 in the thickness direction z. When viewed along the thickness direction z, the hole edges of the pair of mounting holes 64 are circular.
  • the pair of mounting holes 64 are located on both sides of the insulating substrate 11 in the second direction y. The pair of mounting holes 64 are used when mounting the semiconductor device A10 on the heat sink.
  • the semiconductor device A10 includes a support member 10 including a plurality of wiring members 21 having a first wiring 21A and a second wiring 21B separated from each other in the first direction x, a first passive element 43, a second passive element 44, and the like. It includes a conductive material 45.
  • the first electrode 431 of the first passive element 43 is joined to the first wiring 21A.
  • the fourth electrode 442 of the second passive element 44 is joined to the second wiring 21B.
  • the conductive material 45 connects the second electrode 432 of the first passive element 43 and the third electrode 441 of the second passive element 44. At least one of the first passive element 43 and the second passive element 44 is a capacitor.
  • the first passive element 43 and the second passive element 44 are configured to be connected in series between the first wiring 21A and the second wiring 21B, and also form a snubber circuit of the semiconductor device A10. Therefore, the surge voltage generated in the semiconductor device A10 can be suppressed by driving the first switching element 41A and the second switching element 41B. At the same time, it is not necessary to configure a snubber circuit for connecting to the semiconductor device A10 on the wiring board on which the semiconductor device A10 is mounted, so that the size of the wiring board can be avoided. From the above, according to the semiconductor device A10, it is possible to avoid an increase in the size of the wiring board on which the device is mounted while suppressing the surge voltage generated in the device.
  • Both the first passive element 43 and the second passive element 44 are capacitors. As a result, the withstand voltage of the snubber circuit can be improved. Further, by using either the first passive element 43 or the second passive element 44 as a resistor, the snubber circuit becomes an RC snubber. When the vibration of the surge voltage generated in the semiconductor device A10 becomes remarkable, the RC snubber can attenuate the vibration.
  • both the direction in which the first electrode 431 and the second electrode 432 are separated in the first passive element 43 and the direction in which the third electrode 441 and the fourth electrode 442 are separated in the second passive element 44 are both. It is z in the thickness direction.
  • the first passive element 43 and the second passive element 44 are separated from each other in the first direction x.
  • the mounting area of the first passive element 43 on the first wiring 21A and the mounting area of the second passive element 44 on the second wiring 21B can be reduced.
  • the conductive material 45 is positioned apart from the plurality of wiring members 21 in the thickness direction z, and is supported by both the second electrode 432 and the third electrode 441.
  • the size of the material 45 is made as small as possible, and the posture of the conductive material 45 is stable.
  • the support member 10 further includes an insulating substrate 11 to which a plurality of wiring members 21 are fixed, and a heat radiating member 22 fixed to the insulating substrate 11.
  • the heat radiating member 22 is located on the side opposite to the plurality of wiring members 21 with respect to the insulating substrate 11 in the thickness direction z.
  • the semiconductor device A10 further includes a sealing resin 60.
  • the sealing resin 60 covers the insulating substrate 11 and the plurality of wiring members 21. In this case, the heat radiating member 22 is exposed from the sealing resin 60 and overlaps the plurality of wiring members 21 when viewed along the thickness direction z.
  • the heat radiating member 22 is located inward of the peripheral edge of the insulating substrate 11 when viewed along the thickness direction z. As a result, as shown in FIGS. 8 and 9, the surface of the insulating substrate 11 to which the heat radiating member 22 is fixed is in contact with the sealing resin 60. Therefore, it is possible to prevent the support member 10 from falling off from the sealing resin 60.
  • the semiconductor device A10 further includes a first diode 42A and a second diode 42B.
  • the first diode 42A is connected to the first wiring 21A in parallel with the first switching element 41A.
  • the second diode 42B is connected to the second wiring 21B in parallel with the second switching element 41B.
  • the semiconductor device A20 according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 16 and 17.
  • the same or similar elements as the above-mentioned semiconductor device A10 are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted.
  • the sealing resin 60 is transmitted.
  • the semiconductor device A20 is different from the semiconductor device A10 described above in that the insulating material 46 is provided.
  • the insulating material 46 is located between the first passive element 43 and the second passive element 44. Further, the insulating material 46 has thermal conductivity.
  • the insulating material 46 has an insulator 461 and an adhesive layer 462.
  • the insulator 461 is a ceramic containing silicon nitride, aluminum nitride, or the like. Therefore, the insulator 461 has a relatively high thermal conductivity.
  • the upper surface of the insulator 461 is in contact with the conductive material 45.
  • the adhesive layer 462 covers a part of the surface of the insulator 461.
  • the adhesive layer 462 has electrical insulation.
  • the adhesive layer 462 is made of a material containing a synthetic resin containing fine powder of a material having electrical insulation and relatively high thermal conductivity, such as aluminum nitride.
  • the adhesive layer 462 is in contact with the insulating substrate 11, the first wiring 21A, the second wiring 21B, the first passive element 43, and the second passive element 44.
  • the insulating material 46 is in contact with the insulating substrate 11 and the conductive material 45, and at least one of the first wiring 21A and the second wiring 21B.
  • the semiconductor device A20 includes a support member 10 including a plurality of wiring members 21 having a first wiring 21A and a second wiring 21B separated from each other in the first direction x, a first passive element 43, a second passive element 44, and the like. It includes a conductive material 45.
  • the first electrode 431 of the first passive element 43 is joined to the first wiring 21A.
  • the fourth electrode 442 of the second passive element 44 is joined to the second wiring 21B.
  • the conductive material 45 connects the second electrode 432 of the first passive element 43 and the third electrode 441 of the second passive element 44.
  • At least one of the first passive element 43 and the second passive element 44 is a capacitor. Therefore, the semiconductor device A20 can also suppress the surge voltage generated in the device and avoid an increase in the size of the wiring board on which the device is mounted.
  • the semiconductor device A20 further includes an insulating material 46 that is located between the first passive element 43 and the second passive element 44 and has thermal conductivity.
  • the insulating material 46 is in contact with the conductive material 45 and at least one of the first wiring 21A and the second wiring 21B.
  • the semiconductor device A30 according to the third embodiment will be described with reference to FIGS. 18 and 19.
  • the same or similar elements as the above-mentioned semiconductor device A10 are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted.
  • the sealing resin 60 is transmitted.
  • the semiconductor device A30 differs from the semiconductor device A10 described above in the configurations of the first passive element 43, the second passive element 44, and the conductive material 45.
  • the direction in which the first electrode 431 and the second electrode 432 are separated from each other in the first passive element 43 is the first direction x.
  • the direction in which the third electrode 441 and the fourth electrode 442 are separated from each other in the second passive element 44 is the first direction x.
  • the conductive material 45, the second electrode 432, and the third electrode 441 are located between the first wiring 21A and the second wiring 21B when viewed along the thickness direction z.
  • the conductive material 45 is made of a material containing a synthetic resin containing metal particles such as silver. Therefore, even in the semiconductor device A30, the conductive material 45 is ensured to have conductivity.
  • the Young's modulus of the conductive material 45 is smaller than the Young's modulus of each of the first wiring 21A and the second wiring 21B.
  • the semiconductor device A30 includes a support member 10 including a plurality of wiring members 21 having a first wiring 21A and a second wiring 21B separated from each other in the first direction x, a first passive element 43, a second passive element 44, and the like. It includes a conductive material 45.
  • the first electrode 431 of the first passive element 43 is joined to the first wiring 21A.
  • the fourth electrode 442 of the second passive element 44 is joined to the second wiring 21B.
  • the conductive material 45 connects the second electrode 432 of the first passive element 43 and the third electrode 441 of the second passive element 44.
  • At least one of the first passive element 43 and the second passive element 44 is a capacitor. Therefore, the semiconductor device A30 can also suppress the surge voltage generated in the device and avoid an increase in the size of the wiring board on which the device is mounted.
  • both the direction in which the first electrode 431 and the second electrode 432 are separated in the first passive element 43 and the direction in which the third electrode 441 and the fourth electrode 442 are separated in the second passive element 44 are both.
  • the conductive material 45, the second electrode 432, and the third electrode 441 are located between the first wiring 21A and the second wiring 21B when viewed along the thickness direction z.
  • the Young's modulus of the conductive material 45 is smaller than the Young's modulus of each of the first wiring 21A and the second wiring 21B.
  • the conductive material 45 has greater flexibility than the first wiring 21A and the second wiring 21B. Therefore, when the semiconductor device A30 is used, the conductive material 45 absorbs the thermal strain generated in the first passive element 43 and the second passive element 44, so that the first passive element 43 and the second passive element 44 are cracked. It can be prevented from occurring.
  • the semiconductor device A40 according to the fourth embodiment will be described with reference to FIGS. 20 and 21.
  • the same or similar elements as the above-mentioned semiconductor device A10 are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted.
  • the sealing resin 60 is transmitted.

Abstract

半導体装置は、支持部材と、第１スイッチング素子と、第２スイッチング素子と、第１受動素子と、第２受動素子と、導電材とを備える。前記支持部材は、複数の配線部材を含み、これら複数の配線部材は、前記支持部材の厚さ方向に直交する第１方向において互いに離間した第１配線および第２配線を有している。前記第１スイッチング素子は、前記第１配線に導通する。前記第２スイッチング素子は、前記第１スイッチング素子および前記第２配線に導通する。前記第１受動素子は、第１電極および第２電極を有しており、前記第１電極は前記第１配線に接合されている。前記第２受動素子は、第３電極および第４電極を有しており、前記第４電極は前記第２配線に接合されている。前記導電材は、前記第２電極と前記第３電極とを互いに接続する。前記第１受動素子および前記第２受動素子の少なくともいずれかは、コンデンサである。

Description

半導体装置
　本開示は、複数のスイッチング素子を備える半導体装置に関する。
　従来、複数のスイッチング素子（ＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴ等）を備える半導体装置が広く知られている。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。一般に、スイッチング素子の駆動に伴い、半導体装置にサージ電圧が発生する。スイッチング素子に流れる電流が大になるほど、あるいはスイッチング素子がより高速に駆動するほど、サージ電圧は大となる傾向がある。サージ電圧が大となると、スイッチング素子が破壊されるおそれがある。
　特許文献１に開示された半導体装置には、複数のスナバ端子が設けられており、これら端子がサージ電圧抑制のための複数のスナバ回路に接続される構成である。しかしながら、各スナバ回路は、当該半導体装置が実装される配線基板に構成される。これにより、配線基板の大型化を招くこととなり、いまだ改善の余地があった。
特開２００４－１５２８６１号公報
　上記事情に鑑み、本開示は、半導体装置に発生するサージ電圧を抑制しつつ、当該半導体装置が実装される配線基板の大型化を回避することが可能な技術を提供することを一の課題とする。
　本開示の第１の側面により提供される半導体装置は、厚さ方向に直交する第１方向において互いに離間した第１配線および第２配線を有する複数の配線部材を含む支持部材と、前記第１配線に導通する第１スイッチング素子と、前記第１スイッチング素子および前記第２配線に導通する第２スイッチング素子と、第１電極および第２電極を有し、前記第１電極が前記第１配線に接合された第１受動素子と、第３電極および第４電極を有し、前記第４電極が前記第２配線に接合された第２受動素子と、前記第２電極と前記第３電極とを接続する導電材と、を備えており、前記第１受動素子および前記第２受動素子の少なくともいずれかがコンデンサである。
　好ましくは、前記第１受動素子および前記第２受動素子は、ともにコンデンサである。
　好ましくは、前記第１受動素子および前記第２受動素子のいずれかは、抵抗器である。
　好ましくは、前記第１電極および前記第２電極は、互いに前記厚さ方向において離間しており、前記第３電極および前記第４電極は、互いに前記厚さ方向において離間しており、前記第１受動素子および前記第２受動素子は、前記第１方向において互いに離間している。
　好ましくは、前記導電材は、前記複数の配線部材に対して前記厚さ方向に離れて位置し、かつ前記第１受動素子および前記第２受動素子に支持されている。
　好ましくは、前記第１電極および前記第２電極は、互いに前記第１方向において離間しており、前記第３電極および前記第４電極は、互いに前記第１方向において離間しており、前記厚さ方向に沿って視て、前記導電材、前記第２電極および前記第３電極は、前記第１配線と前記第２配線との間に位置する。
　好ましくは、前記導電材のヤング率は、前記第１配線および前記第２配線の各々のヤング率よりも小である。
　好ましくは、前記第１受動素子と前記第２受動素子との間に位置し、かつ熱伝導性を有する絶縁材をさらに備え、前記絶縁材は、前記導電材に接しており、かつ前記第１配線および前記第２配線の少なくともいずれかに接している。
　好ましくは、前記第１配線と前記第２配線との間に位置し、かつ熱伝導性を有する絶縁材をさらに備え、前記絶縁材は、前記導電材に接しており、かつ前記第１配線および前記第２配線の少なくともいずれかに接している。
　好ましくは、前記支持部材は、前記複数の配線部材が固定された絶縁基板を含み、前記絶縁材は、前記絶縁基板に接している。
　好ましくは、封止樹脂をさらに備え、前記封止樹脂は、前記絶縁基板、前記複数の配線部材、前記第１スイッチング素子、前記第２スイッチング素子、前記第１受動素子、前記第２受動素子および前記導電材を覆い、前記支持部材は、前記厚さ方向において前記絶縁基板に対して前記複数の配線部材とは反対側に位置し、かつ前記絶縁基板に固定された放熱部材を含み、前記放熱部材は、前記封止樹脂から露出し、前記厚さ方向に沿って視て、前記放熱部材は、前記複数の配線部材に重なり、かつ前記絶縁基板の周縁よりも内方に位置する。
　好ましくは、前記複数の配線部材は、第３配線をさらに含み、前記第３配線は、前記第１配線および前記第２配線に対して、前記厚さ方向および前記第１方向に直交する第２方向において離間配置されており、前記第２スイッチング素子は、前記第３配線に接合され、前記第１スイッチング素子は、前記第１配線に接合され、かつ前記第３配線に導通している。
　好ましくは、第１ダイオードおよび第２ダイオードをさらに備え、前記第１ダイオードは、前記第１配線に対して前記第１スイッチング素子と並列接続され、前記第２ダイオードは、前記第２配線に対して前記第２スイッチング素子と並列接続されている。
　本開示の第２の側面により提供される半導体装置は、厚さ方向に直交する第１方向において互いに離間した第１配線および第２配線を有する複数の配線部材を含む支持部材と、前記第１配線に導通する第１スイッチング素子と、前記第１スイッチング素子および前記第２配線に導通する第２スイッチング素子と、前記第１配線と前記第２配線との間に位置するスナバコンデンサと、を備えており、前記スナバコンデンサは、互いに離間した第１導電部および第２導電部と、前記第１導電部と前記第２導電部とに挟まれた部分を含む絶縁部と、を有し、前記第１導電部は、前記第１配線につながり、かつ前記第１配線から前記第１方向に延び、前記第２導電部は、前記第２配線につながり、かつ前記第２配線から前記第１方向に延びている。
　好ましくは、前記支持部材は、前記複数の配線部材が固定された絶縁基板を含み、前記絶縁部は、熱伝導性を有し、かつ前記絶縁基板に接している。
　好ましくは、前記第１導電部および前記第２導電部は、前記厚さ方向および前記第１方向に直交する第２方向において互いに離間している。
　好ましくは、前記第１導電部および前記第２導電部は、前記厚さ方向において互いに離間している。
　好ましくは、封止樹脂をさらに備え、前記封止樹脂は、前記絶縁基板、前記複数の配線部材、前記第１スイッチング素子、前記第２スイッチング素子および前記スナバコンデンサを覆い、前記支持部材は、前記厚さ方向において前記絶縁基板に対して前記複数の配線部材とは反対側に位置し、かつ前記絶縁基板に固定された放熱部材を含み、前記放熱部材は、前記封止樹脂から露出し、前記厚さ方向に沿って視て、前記放熱部材は、前記複数の配線部材に重なり、かつ前記絶縁基板の周縁よりも内方に位置する。
　上述した半導体装置によれば、当該装置に発生するサージ電圧を抑制しつつ、当該装置が実装される配線基板の大型化を回避することが可能となる。
　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。
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（封止樹脂を透過）である。 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ＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ線に沿う断面図である。 図３のＩＸ－ＩＸ線に沿う断面図である。 図３の部分拡大図である。 図１０のＸＩ－ＸＩ線に沿う断面図である。 図３の部分拡大図である。 図１２のＸＩＩＩ－ＸＩＩＩ線に沿う断面図である。 図１に示す半導体装置の回路図（第１受動素子および第２受動素子がともにコンデンサ）である。 図１に示す半導体装置の回路図（第１受動素子が抵抗器、第２受動素子がコンデンサ）である。 第２実施形態にかかる半導体装置の部分拡大平面図（封止樹脂を透過）である。 図１６のＸＶＩＩ－ＸＶＩＩ線に沿う断面図である。 第３実施形態にかかる半導体装置の部分拡大平面図（封止樹脂を透過）である。 図１８のＸＩＸ－ＸＩＸ線に沿う断面図である。 第４実施形態にかかる半導体装置の部分拡大平面図（封止樹脂を透過）である。 図２０のＸＸＩ－ＸＸＩ線に沿う断面図である。 第５実施形態にかかる半導体装置の部分拡大平面図（封止樹脂を透過）である。 図２２のＸＸＩＩＩ－ＸＸＩＩＩ線に沿う断面図である。 第５実施形態の変形例にかかる半導体装置の部分拡大平面図（封止樹脂を透過）である。 図２４のＸＸＶ－ＸＸＶ線に沿う断面図である。
　本開示の様々な実施形態について、添付図面に基づいて説明する。
　図１～図１５に基づき、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、第１スイッチング素子４１Ａ、第２スイッチング素子４１Ｂ、第１ダイオード４２Ａ、第２ダイオード４２Ｂ、第１受動素子４３、第２受動素子４４、導電材４５および封止樹脂６０を備える（たとえば図３，８，９および１１～１３参照）。これらに加え、図３（および図１）に示すように、半導体装置Ａ１０は、一対の入力端子３１、一対の出力端子３２、一対のゲート端子３３、一対の検出端子３４、複数の第１導通部材５１Ａ、複数の第２導通部材５１Ｂ、複数の第３導通部材５１Ｃおよび複数の第４導通部材５１Ｄをさらに備える。半導体装置Ａ１０において、第１スイッチング素子４１Ａおよび第２スイッチング素子４１Ｂが駆動することにより、直流電力が交流電力に変換される。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。図３は、理解の便宜上、封止樹脂６０を透過している（二点鎖線参照）。
　支持部材１０は、図３および図９に示すように、第１スイッチング素子４１Ａ、第２スイッチング素子４１Ｂ、第１ダイオード４２Ａおよび第２ダイオード４２Ｂを支持する。また、支持部材１０は、これら複数の半導体素子（４１Ａ，４１Ｂ，４２Ａ，４２Ｂ）と、半導体装置Ａ１０が実装される配線基板との導通経路の一部を構成している。図に示す例では、支持部材１０は、絶縁基板１１、複数の配線部材２１、および放熱部材２２を含む。これに代えて、支持部材１０をリードフレームのみから構成してもよい。
　半導体装置Ａ１０の説明においては、支持部材１０の厚さ方向（より具体的には、たとえば任意の一の配線部材２１の厚さ方向）を「厚さ方向ｚ」（あるいは「方向ｚ」または「厚さ方向」）と呼ぶ。厚さ方向ｚに直交する一の方向を「第１方向ｘ」（あるいは「方向ｘ」または「第１方向」）と呼ぶ。厚さ方向ｚおよび第１方向ｘの双方に直交する方向を「第２方向ｙ」（あるいは「方向ｙ」または「第２方向」）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。図に示す例では、半導体装置Ａ１０は、第１方向ｘに相対的に長く、かつ第２方向ｙに相対的に短い形状であるが、本開示がこれに限定されるわけではない。
　絶縁基板１１には、図８および図９に示すように、複数の配線部材２１、および放熱部材２２が固定されている。絶縁基板１１は、熱伝導率が比較的高い材料から構成されることが望ましい。絶縁基板１１は、たとえば、窒化ケイ素（Ｓｉ3Ｎ4）または窒化アルミニウム（ＡｌＮ）を含むセラミックスである。絶縁基板１１は、厚さ方向ｚに互いに離間した第１面(図８における上面)および第２面（図８における下面）を有している。
　複数の配線部材２１は、図８および図９に示すように、絶縁基板１１の上面（厚さ方向ｚにおける一方の面）に固定されている。複数の配線部材２１は、一対の入力端子３１および一対の出力端子３２（図３参照）とともに、第１スイッチング素子４１Ａおよび第１ダイオード４２Ａなどの複数の半導体素子と、半導体装置Ａ１０が実装される配線基板との間の導通経路をなしている。複数の配線部材２１は、たとえば銅（Ｃｕ）からなる金属層である。各配線部材２１の厚さｔ（図１１，１３参照）は、絶縁基板１１の厚さｔ０よりも大である。厚さｔは、たとえば０．８ｍｍ以上である。各配線部材２１は、主面２１１を有する。主面２１１は、厚さ方向ｚにおいて、第１スイッチング素子４１Ａおよび第１ダイオード４２Ａなどの複数の半導体素子の方を向いている。各配線部材２１の主面２１１には、たとえば、銀（Ａｇ）めっき、またはアルミニウム（Ａｌ）層、ニッケル（Ｎｉ）層、銀層の順に積層された複数種の金属めっきを施してもよい。図３に示すように、厚さ方向ｚに沿って視て、複数の配線部材２１は、すべて絶縁基板１１の周縁よりも内方に位置している。
　図３に示すように、半導体装置Ａ１０においては、複数の配線部材２１は、第１配線２１Ａ、第２配線２１Ｂ、第３配線２１Ｃ、および一対の第４配線２１Ｄを含む。
　図３に示すように、第１配線２１Ａおよび第２配線２１Ｂは、第１方向ｘにおいて互いに離間している。厚さ方向ｚに沿って視て、第１配線２１Ａおよび第２配線２１Ｂの各々は、第１方向ｘを長辺とする矩形状である。第３配線２１Ｃは、第２方向ｙにおいて第１配線２１Ａおよび第２配線２１Ｂと、一対の出力端子３２との間に位置する。第３配線２１Ｃと、第１配線２１Ａおよび第２配線２１Ｂとは、第２方向ｙにおいて互いに離間している。厚さ方向ｚに沿って視て、第３配線２１Ｃは、第１方向ｘを長辺とする矩形状である。一対の第４配線２１Ｄは、第３配線２１Ｃの第１方向ｘの両側に位置する。一対の第４配線２１Ｄと、第１配線２１Ａおよび第２配線２１Ｂとは、第２方向ｙにおいて互いに離間している。一対の第４配線２１Ｄと、第３配線２１Ｃとは、第１方向ｘにおいて互いに離間している。
　放熱部材２２は、図８および図９に示すように、厚さ方向ｚにおいて絶縁基板１１に対して複数の配線部材２１とは反対側に位置し、かつ絶縁基板１１に固定されている。放熱部材２２は、たとえば銅からなる（あるいは銅を含有する）金属層である。図４に示すように、厚さ方向ｚに沿って視て、放熱部材２２は、複数の配線部材２１に重なっている。厚さ方向ｚに沿って視て、放熱部材２２は、絶縁基板１１の周縁よりも内方に位置する。放熱部材２２は、裏面２２１を有する。裏面２２１は、複数の配線部材２１の主面２１１とは反対側を向く。
　一対の入力端子３１は、図３に示すように、複数の配線部材２１の第２方向ｙの一方側に位置する。一対の入力端子３１は、支持部材１０に対して離間している。一対の入力端子３１は、第１方向ｘにおいて互いに離間している。一対の入力端子３１には、半導体装置Ａ１０により電力変換された直流電力が入力される。このため、図１４および図１５に示すように、半導体装置Ａ１０を配線基板に実装した際、一対の入力端子３１は、直流電源Ｅに接続される。半導体装置Ａ１０が示す例においては、一対の入力端子３１は、一対の出力端子３２、一対のゲート端子３３、および一対の検出端子３４とともに、同一のリードフレームからなる。当該リードフレームは、たとえば銅または銅合金からなる。一対の入力端子３１は、第１入力端子３１Ａおよび第２入力端子３１Ｂを含む。第１入力端子３１Ａは、一対の入力端子３１のうち第１配線２１Ａから最も近くに位置する。第１入力端子３１Ａは、一対の入力端子３１の正極（Ｐ端子）をなしている。第２入力端子３１Ｂは、一対の入力端子３１のうち第２配線２１Ｂから最も近くに位置する。第２入力端子３１Ｂは、一対の入力端子３１の負極（Ｎ端子）をなしている。第１入力端子３１Ａおよび第２入力端子３１Ｂの各々は、パッド部３１１および端子部３１２を有する。
　図３および図８に示すように、パッド部３１１は、支持部材１０から離間しており、かつ封止樹脂６０に覆われている。これにより、一対の入力端子３１は、封止樹脂６０に支持されている。パッド部３１１の表面には、たとえば銀めっきを施してもよい。
　図３および図８に示すように、端子部３１２は、パッド部３１１につながり、かつ封止樹脂６０から露出している。端子部３１２は、半導体装置Ａ１０を配線基板に実装する際に用いられる。端子部３１２は、基部３１２Ａおよび起立部３１２Ｂを有する。基部３１２Ａは、パッド部３１１につながり、かつ封止樹脂６０から第２方向ｙに延びている。図５、図７および図８に示すように、起立部３１２Ｂは、基部３１２Ａの第２方向ｙにおける先端から、厚さ方向ｚにおいて複数の配線部材２１の主面２１１が向く側に向けて延びている。これにより、第１方向ｘに沿って視て、端子部３１２はＬ字状をなしている。端子部３１２の表面には、たとえばニッケルめっきを施してもよい。
　一対の出力端子３２は、図３に示すように、第２方向ｙにおいて複数の配線部材２１に対して一対の入力端子３１とは反対側に位置する。一対の出力端子３２は、支持部材１０に対して離間している。一対の出力端子３２は、第１方向ｘにおいて互いに離間している。一対の出力端子３２からは、半導体装置Ａ１０により電力変換された交流電力が出力される。半導体装置Ａ１０を実装した際、一対の出力端子３２は、外部で一つの配線となった上でモータなどの負荷の正極に接続される。一対の出力端子３２は、第１出力端子３２Ａおよび第２出力端子３２Ｂを含む。第１出力端子３２Ａは、一対の出力端子３２のうち第１入力端子３１Ａから最も近くに位置する。第１出力端子３２Ａにおいては、半導体装置Ａ１０から負荷に向けて電流が流れる。第２出力端子３２Ｂは、一対の出力端子３２のうち第２入力端子３１Ｂから最も近くに位置する。第２出力端子３２Ｂにおいては、負荷から半導体装置Ａ１０に向けて電流が流れる。第１出力端子３２Ａおよび第２出力端子３２Ｂの各々は、パッド部３２１および端子部３２２を有する。
　図３および図８に示すように、パッド部３２１は、支持部材１０から離間しており、かつ封止樹脂６０に覆われている。これにより、一対の出力端子３２は、封止樹脂６０に支持されている。パッド部３２１の表面には、たとえば銀めっきを施してもよい。
　図３および図８に示すように、端子部３２２は、パッド部３２１につながり、かつ封止樹脂６０から露出している。端子部３２２は、半導体装置Ａ１０を配線基板に実装する際に用いられる。端子部３２２は、基部３２２Ａおよび起立部３２２Ｂを有する。基部３２２Ａは、パッド部３２１につながり、かつ封止樹脂６０から第２方向ｙに延びている。図６～図８に示すように、起立部３２２Ｂは、基部３２２Ａの第１方向ｘにおける先端から、厚さ方向ｚにおいて複数の配線部材２１の主面２１１が向く側に向けて延びている。これにより、第１方向ｘに沿って視て、端子部３２２はＬ字状をなしている。端子部３２２の形状は、一対の入力端子３１の端子部３１２の各々の形状と同一である。端子部３２２の表面には、たとえばニッケルめっきを施してもよい。
　第１スイッチング素子４１Ａおよび第２スイッチング素子４１Ｂの各々は、図３および図９に示すように、複数の配線部材２１のいずれかの主面２１１に接合されている。第１スイッチング素子４１Ａおよび第２スイッチング素子４１Ｂは、ともに厚さ方向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、第１スイッチング素子４１Ａおよび第２スイッチング素子４１Ｂは、ともに炭化ケイ素（ＳｉＣ）を主とする半導体材料を含むＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）である。第１スイッチング素子４１Ａおよび第２スイッチング素子４１Ｂ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などのスイッチング素子でもよい。図に示す半導体装置Ａ１０においては、第１スイッチング素子４１Ａおよび第２スイッチング素子４１Ｂは、ともにｎチャンネル型、かつ縦型構造のＭＯＳＦＥＴである。
　図１０および図１１に示すように、第１スイッチング素子４１Ａおよび第２スイッチング素子４１Ｂの各々は、主面電極４１１、裏面電極４１２およびゲート電極４１３を有する。
　図１１に示すように、主面電極４１１は、厚さ方向ｚにおいて複数の配線部材２１の主面２１１から最も遠くに位置する。第１スイッチング素子４１Ａおよび第２スイッチング素子４１Ｂの各々において、主面電極４１１には、当該スイッチング素子の内部からソース電流が流れる。図１０に示すように、半導体装置Ａ１０においては、主面電極４１１は、４つの部分に分割された構成となっている。主面電極４１１の当該４つの部分には、複数のワイヤ５０１が個別に接合されている。複数のワイヤ５０１は、たとえばアルミニウムを含む金属からなる。第１スイッチング素子４１Ａの主面電極４１１に接合された複数のワイヤ５０１は、第３配線２１Ｃの主面２１１に接合されている。これにより、第１スイッチング素子４１Ａは、第３配線２１Ｃに導通している。第２スイッチング素子４１Ｂの主面電極４１１に接合された複数のワイヤ５０１は、第３配線２１Ｃの主面２１１に接合されている。これにより、第２スイッチング素子４１Ｂは、第２配線２１Ｂに導通している。
　図１１に示すように、裏面電極４１２は、厚さ方向ｚにおいて複数の配線部材２１の主面２１１から最も近くに位置する。このため、第１スイッチング素子４１Ａおよび第２スイッチング素子４１Ｂの各々において、裏面電極４１２は、主面電極４１１とは反対側に位置する。第１スイッチング素子４１Ａおよび第２スイッチング素子４１Ｂの各々において、裏面電極４１２には、当該スイッチング素子の内部に向けてドレイン電流が流れる。第１スイッチング素子４１Ａの裏面電極４１２は、導電性を有する接合層４９により第１配線２１Ａの主面２１１に接合されている。これにより、第１スイッチング素子４１Ａは、第１配線２１Ａに導通している。第２スイッチング素子４１Ｂの裏面電極４１２は、接合層４９により第３配線２１Ｃの主面２１１に接合されている。これにより、第２スイッチング素子４１Ｂは、第３配線２１Ｃに導通している。接合層４９は、たとえば、錫（Ｓｎ）を主成分とする鉛フリーハンダ、または焼成銀である。
　図１１に示すように、ゲート電極４１３は、厚さ方向ｚにおいて主面電極４１１と略同位置に位置する。第１スイッチング素子４１Ａおよび第２スイッチング素子４１Ｂの各々において、ゲート電極４１３には、当該スイッチング素子を駆動するためのゲート電圧が印加される。図１０に示すように、ゲート電極４１３の大きさは、４つに分割された主面電極４１１の各部分の大きさよりも小である。
　第１ダイオード４２Ａおよび第２ダイオード４２Ｂの各々は、図３および図９に示すように、複数の配線部材２１のいずれかの主面２１１に接合されている。第１ダイオード４２Ａおよび第２ダイオード４２Ｂは、ともに厚さ方向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、第１ダイオード４２Ａおよび第２ダイオード４２Ｂは、ともに炭化ケイ素（ＳｉＣ）を主とする半導体材料を含むショットキーバリアダイオードである。
　図１０および図１１に示すように、第１ダイオード４２Ａおよび第２ダイオード４２Ｂの各々は、アノード電極４２１およびカソード電極４２２を有する。
　図１１に示すように、アノード電極４２１は、厚さ方向ｚにおいて複数の配線部材２１の主面２１１から最も遠くに位置する。アノード電極４２１は、第１ダイオード４２Ａおよび第２ダイオード４２Ｂの各々の正極に該当する。図１０に示すように、アノード電極４２１には、複数のワイヤ５０１が接合されている。一対の第４配線２１Ｄのうち第１スイッチング素子４１Ａから最も近くに位置する当該第４配線２１Ｄの主面２１１には、第１ダイオード４２Ａのアノード電極４２１に接合された複数のワイヤ５０１が接合されている。これにより、第１ダイオード４２Ａは、当該第４配線２１Ｄに導通している。第２ダイオード４２Ｂのアノード電極４２１に接合された複数のワイヤ５０１は、第２配線２１Ｂの主面２１１に接合されている。これにより、第２ダイオード４２Ｂは、第２配線２１Ｂに導通している。あわせて、第２ダイオード４２Ｂは、第２配線２１Ｂに対して第２スイッチング素子４１Ｂと並列接続されている（図１４および図１５参照）。これにより、第２ダイオード４２Ｂは、第２スイッチング素子４１Ｂに対する還流ダイオードをなす。
　図１１に示すように、カソード電極４２２は、厚さ方向ｚにおいて複数の配線部材２１の主面２１１から最も近くに位置する。このため、第１ダイオード４２Ａおよび第２ダイオード４２Ｂの各々において、カソード電極４２２は、アノード電極４２１とは反対側に位置する。カソード電極４２２は、第１ダイオード４２Ａおよび第２ダイオード４２Ｂの各々の負極に該当する。第１ダイオード４２Ａのカソード電極４２２は、接合層４９により第１配線２１Ａの主面２１１に接合されている。これにより、第１ダイオード４２Ａは、第１配線２１Ａに導通している。第１ダイオード４２Ａは、第１配線２１Ａに対して第１スイッチング素子４１Ａと並列接続されている（図１４および図１５参照）。これにより、第１ダイオード４２Ａは、第１スイッチング素子４１Ａに対する還流ダイオードをなす。一対の第４配線２１Ｄのうち第２スイッチング素子４１Ｂから最も近くに位置する当該第４配線２１Ｄの主面２１１には、第２ダイオード４２Ｂのカソード電極４２２が接合層４９により接合されている。これにより、第２ダイオード４２Ｂは、当該第４配線２１Ｄに導通している。
　一対のゲート端子３３は、図３に示すように、複数の配線部材２１の第２方向ｙの両側に位置する。一対のゲート端子３３の各々には、第１スイッチング素子４１Ａおよび第２スイッチング素子４１Ｂのいずれかを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３３の各々は、パッド部３３１および端子部３３２を有する。
　図３に示すように、パッド部３３１は、支持部材１０から離間しており、かつ封止樹脂６０に覆われている。これにより、一対のゲート端子３３は、封止樹脂６０に支持されている。一対のゲート端子３３のパッド部３３１には、一対のゲートワイヤ５０２が個別に接合されている。一対のゲートワイヤ５０２は、たとえば金またはアルミニウムを含む金属からなる。一対のゲート端子３３のパッド部３３１のうち、第１配線２１Ａから最も近くに位置する当該パッド部３３１に接合された一対のゲートワイヤ５０２のいずれかは、第１スイッチング素子４１Ａのゲート電極４１３に接合されている。一対のゲート端子３３のパッド部３３１のうち、第３配線２１Ｃから最も近くに位置する当該パッド部３３１に接合された一対のゲートワイヤ５０２のいずれかは、第２スイッチング素子４１Ｂのゲート電極４１３に接合されている。パッド部３３１の表面には、たとえば銀めっきを施してもよい。
　図３に示すように、端子部３３２は、パッド部３３１につながり、かつ封止樹脂６０から露出している。端子部３３２は、半導体装置Ａ１０を配線基板に実装する際に用いられる。端子部３３２は、基部３３２Ａおよび起立部３３２Ｂを有する。基部３３２Ａは、パッド部３３１につながり、かつ封止樹脂６０から第２方向ｙに延びている。基部３３２Ａの第２方向ｙにおける寸法は、一対の入力端子３１の基部３１２Ａ、および一対の出力端子３２の基部３２２Ａの各々の第２方向ｙにおける寸法よりも小である。図５および図６に示すように、起立部３３２Ｂは、基部３３２Ａの第２方向ｙの先端から、図８に示す厚さ方向ｚにおいて複数の配線部材２１の主面２１１が向く側に向けて延びている。これにより、第１方向ｘに沿って視て、端子部３３２はＬ字状をなしている。端子部３３２の表面には、たとえばニッケルめっきを施してもよい。
　一対の検出端子３４は、図３に示すように、複数の配線部材２１の第２方向ｙの両側に、かつ一対のゲート端子３３の第２方向ｙの隣に位置する。一対の検出端子３４の各々には、第１スイッチング素子４１Ａおよび第２スイッチング素子４１Ｂのいずれかの主面電極４１１に流れるソース電流に対応した電圧が印加される。半導体装置Ａ１０が実装される配線基板に構成された回路において、一対の検出端子３４の各々に印加された電圧に基づき、第１スイッチング素子４１Ａおよび第２スイッチング素子４１Ｂの各々にかかるソース電流が検出される。一対の検出端子３４の各々は、パッド部３４１および端子部３４２を有する。
　図３に示すように、パッド部３４１は、支持部材１０から離間しており、かつ封止樹脂６０に覆われている。これにより、一対の検出端子３４は、封止樹脂６０に支持されている。一対の検出端子３４のパッド部３４１には、一対の検出ワイヤ５０３が個別に接合されている。一対の検出ワイヤ５０３は、たとえば金またはアルミニウムを含む金属からなる。一対の検出端子３４のパッド部３４１のうち、第１配線２１Ａから最も近くに位置する当該パッド部３４１に接合された一対の検出ワイヤ５０３のいずれかは、第１スイッチング素子４１Ａの主面電極４１１に接合されている。一対の検出端子３４のパッド部３４１のうち、第３配線２１Ｃから最も近くに位置する当該パッド部３４１に接合された一対の検出ワイヤ５０３のいずれかは、第２スイッチング素子４１Ｂの主面電極４１１に接合されている。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。
　図３に示すように、端子部３４２は、パッド部３４１につながり、かつ封止樹脂６０から露出している。端子部３４２は、半導体装置Ａ１０を配線基板に実装する際に用いられる。端子部３４２は、基部３４２Ａおよび起立部３４２Ｂを有する。基部３４２Ａは、パッド部３４１につながり、かつ封止樹脂６０から第２方向ｙに延びている。基部３４２Ａの第２方向ｙにおける寸法は、一対のゲート端子３３の基部３３２Ａの各々の第２方向ｙにおける寸法と略等しい。図５および図６に示すように、起立部３４２Ｂは、基部３４２Ａの第２方向ｙの先端から、図８に示す厚さ方向ｚにおいて複数の配線部材２１の主面２１１が向く側に向けて延びている。これにより、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。端子部３４２の表面には、たとえばニッケルめっきを施してもよい。
　第１導通部材５１Ａ、第２導通部材５１Ｂ、第３導通部材５１Ｃおよび第４導通部材５１Ｄは、図３に示すように、第１入力端子３１Ａ、第２入力端子３１Ｂ、第１出力端子３２Ａおよび第２出力端子３２Ｂと、複数の配線部材２１との導電経路を構成している。これらの導電部材は、封止樹脂６０に覆われている。半導体装置Ａ１０においては、これらの導通部材の各々は、複数のワイヤから構成される。当該複数のワイヤは、アルミニウムを含む金属からなる。なお、これらの導通部材の各々は、当該複数のワイヤに替えて、銅を含む金属リードであってもよい。
　第１導通部材５１Ａは、図３および図８に示すように、第１入力端子３１Ａのパッド部３１１と、第１配線２１Ａの主面２１１とに接合されている。これにより、第１入力端子３１Ａは、第１スイッチング素子４１Ａの裏面電極４１２と、第１ダイオード４２Ａのカソード電極４２２との双方に導通している。
　第２導通部材５１Ｂは、図３に示すように、第２入力端子３１Ｂのパッド部３１１と、第２配線２１Ｂの主面２１１とに接合されている。これにより、第２入力端子３１Ｂは、第２スイッチング素子４１Ｂの主面電極４１１と、第２ダイオード４２Ｂのアノード電極４２１との双方に導通している。
　第３導通部材５１Ｃは、図３および図８に示すように、第１出力端子３２Ａのパッド部３２１と、第３配線２１Ｃの主面２１１とに接合されている。これにより、第１出力端子３２Ａは、第１スイッチング素子４１Ａの主面電極４１１と、第２スイッチング素子４１Ｂの裏面電極４１２との双方に導通している。
　第４導通部材５１Ｄは、図３に示すように、一対の第４配線２１Ｄの各々の主面２１１に接合されている。第４導通部材５１Ｄを構成する複数のワイヤのうち、２本のワイヤは、一対の第４配線２１Ｄのうち第２ダイオード４２Ｂが接合された当該第４配線２１Ｄの主面２１１と、第２出力端子３２Ｂのパッド部３２１とに接合されている。これにより、第２出力端子３２Ｂは、第１ダイオード４２Ａのアノード電極４２１と、第２ダイオード４２Ｂのカソード電極４２２との双方に導通している。
　第１受動素子４３は、図３、図１２および図１３に示すように、第１配線２１Ａの主面２１１に配置されている。第１受動素子４３は、コンデンサである。半導体装置Ａ１０が示す例においては、第１受動素子４３は、セラミックコンデンサまたはフィルムコンデンサである。第１受動素子４３は、互いに離間した第１電極４３１および第２電極４３２を有する。これらのうち第１電極４３１は、第１配線２１Ａの主面２１１に接合層４９により接合されている。これにより、第１電極４３１は、第１スイッチング素子４１Ａの裏面電極４１２と、第１ダイオード４２Ａのカソード電極４２２との双方に導通している。
　第２受動素子４４は、図３、図１２および図１３に示すように、第２配線２１Ｂの主面２１１に配置されている。第２受動素子４４は、コンデンサである。半導体装置Ａ１０が示す例においては、第２受動素子４４は、セラミックコンデンサまたはフィルムコンデンサである。第２受動素子４４は、互いに離間した第３電極４４１および第４電極４４２を有する。これらのうち第４電極４４２は、第２配線２１Ｂの主面２１１に接合層４９により接合されている。これにより、第４電極４４２は、第１スイッチング素子４１Ａの主面電極４１１と、第２ダイオード４２Ｂのアノード電極４２１との双方に導通している。
　図１３に示すように、半導体装置Ａ１０においては、第１受動素子４３において第１電極４３１および第２電極４３２が離間する方向は、厚さ方向ｚである。第２受動素子４４において第３電極４４１および第４電極４４２が離間する方向は、厚さ方向ｚである。第１受動素子４３および第２受動素子４４は、第１方向ｘにおいて互いに離間している。
　導電材４５は、図１３に示すように、第１受動素子４３の第２電極４３２と、第２受動素子４４の第３電極４４１とを接続している。これにより、第１受動素子４３および第２受動素子４４は、互いに直列接続されている。半導体装置Ａ１０においては、導電材４５は、金属片である。当該金属片は、たとえば銅を含む。導電材４５は、複数の配線部材２１に対して厚さ方向ｚに離れて位置する。導電材４５は、接合層４９により第２電極４３２と第３電極４４１との双方に接合されている。これにより、導電材４５は、第１受動素子４３および第２受動素子４４の双方に支持されている。
　図１４に示すように、第１入力端子３１Ａと第２入力端子３１Ｂとの間において、第１スイッチング素子４１Ａおよび第２スイッチング素子４１Ｂと、第１受動素子４３および第２受動素子４４とは、互いに並列接続された構成となっている。このため、第１受動素子４３および第２受動素子４４は、半導体装置Ａ１０のスナバ回路を構成している。スナバ回路としては、図１５に示すように、第１受動素子４３が抵抗器であり、かつ第２受動素子４４がコンデンサであってもよい（ＲＣスナバ）。
　封止樹脂６０は、図８、図９および図１３に示すように、絶縁基板１１、複数の配線部材２１、第１スイッチング素子４１Ａ、第２スイッチング素子４１Ｂ、第１ダイオード４２Ａ、第１ダイオード４２Ａ、第１受動素子４３、第２受動素子４４および導電材４５を覆っている。封止樹脂６０は、放熱部材２２の一部を覆っている。封止樹脂６０は、複数のワイヤ５０１、一対のゲートワイヤ５０２、および一対の検出ワイヤ５０３をさらに覆っている。封止樹脂６０は、エポキシ樹脂を主成分とする材料からなる。図２～図９（図３を除く）に示すように、封止樹脂６０は、頂面６１、底面６２、一対の第１側面６３Ａ、一対の第２側面６３Ｂおよび一対の取付け孔６４を有する。
　図８および図９に示すように、頂面６１は、厚さ方向ｚにおいて複数の配線部材２１の主面２１１と同じ側を向く。底面６２は、頂面６１とは反対側を向く。図４に示すように、底面６２から放熱部材２２の裏面２２１が露出している。底面６２は、裏面２２１の周囲に位置する。
　図２～図６に示すように、一対の第１側面６３Ａは、頂面６１および底面６２の双方につながり、かつ第１方向ｘにおいて互いに離間している。図２～図４、および図７に示すように、一対の第２側面６３Ｂは、頂面６１および底面６２の双方につながり、かつ第２方向ｙにおいて互いに離間している。一対の第２側面６３Ｂの各々の第２方向ｙの両端は、一対の第１側面６３Ａにつながっている。一対の第２側面６３Ｂのうち、第２方向ｙの一方側に位置する当該第２側面６３Ｂから、一対の入力端子３１の端子部３１２と、一対のゲート端子３３の端子部３３２、および一対の検出端子３４の端子部３４２のうち、第１スイッチング素子４１Ａに対応して配置された当該端子部３３２および当該端子部３４２とが露出している。一対の第２側面６３Ｂのうち、第２方向ｙの他方側に位置する当該第２側面６３Ｂから、一対の出力端子３２の端子部３２２と、一対のゲート端子３３の端子部３３２、および一対の検出端子３４の端子部３４２のうち、第２スイッチング素子４１Ｂに対応して配置された当該端子部３３２および当該端子部３４２とが露出している。
　図２、図４および図９に示すように、一対の取付け孔６４は、厚さ方向ｚにおいて頂面６１から底面６２に至って封止樹脂６０を貫通している。厚さ方向ｚに沿って視て、一対の取付け孔６４の孔縁は円形状である。一対の取付け孔６４は、絶縁基板１１の第２方向ｙの両側に位置する。一対の取付け孔６４は、半導体装置Ａ１０をヒートシンクに取り付ける際に利用される。
　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において互いに離間した第１配線２１Ａおよび第２配線２１Ｂを有する複数の配線部材２１を含む支持部材１０と、第１受動素子４３と、第２受動素子４４と、導電材４５とを備える。第１受動素子４３の第１電極４３１は、第１配線２１Ａに接合されている。第２受動素子４４の第４電極４４２は、第２配線２１Ｂに接合されている。導電材４５は、第１受動素子４３の第２電極４３２と、第２受動素子４４の第３電極４４１とを接続している。第１受動素子４３および第２受動素子４４の少なくともいずれかは、コンデンサである。これにより、第１受動素子４３および第２受動素子４４は、第１配線２１Ａと第２配線２１Ｂとの間に直列接続された構成となるとともに、半導体装置Ａ１０のスナバ回路を構成している。したがって、第１スイッチング素子４１Ａおよび第２スイッチング素子４１Ｂの駆動により半導体装置Ａ１０に発生するサージ電圧を抑制することができる。あわせて、半導体装置Ａ１０が実装される配線基板に、半導体装置Ａ１０に接続するためのスナバ回路を構成することが不要となるため、当該配線基板の大型化が回避される。以上より、半導体装置Ａ１０によれば、当該装置に発生するサージ電圧を抑制しつつ、当該装置が実装される配線基板の大型化を回避することが可能となる。
　第１受動素子４３および第２受動素子４４は、ともにコンデンサである。これにより、スナバ回路の絶縁耐圧の向上を図ることができる。また、第１受動素子４３および第２受動素子４４のいずれかを抵抗器とすることにより、スナバ回路がＲＣスナバとなる。半導体装置Ａ１０に発生するサージ電圧の振動が顕著となる場合、ＲＣスナバは、その振動を減衰させることができる。
　半導体装置Ａ１０においては、第１受動素子４３において第１電極４３１および第２電極４３２が離間する方向と、第２受動素子４４において第３電極４４１および第４電極４４２が離間する方向とは、ともに厚さ方向ｚである。第１受動素子４３および第２受動素子４４は、第１方向ｘにおいて互いに離間している。これにより、第１配線２１Ａに対する第１受動素子４３の実装面積と、第２配線２１Ｂに対する第２受動素子４４の実装面積とを縮小することができる。この場合において、導電材４５は、複数の配線部材２１に対して厚さ方向ｚに離れて位置し、かつ第２電極４３２および第３電極４４１の双方に支持される構成とすることにより、導電材４５の大きさを極力小さくしつつ、かつ導電材４５の姿勢が安定したものとなる。
　支持部材１０は、複数の配線部材２１が固定された絶縁基板１１と、絶縁基板１１に固定された放熱部材２２とをさらに含む。放熱部材２２は、厚さ方向ｚにおいて絶縁基板１１に対して複数の配線部材２１とは反対側に位置する。半導体装置Ａ１０は、封止樹脂６０をさらに備える。封止樹脂６０は、絶縁基板１１、および複数の配線部材２１を覆っている。この場合において、放熱部材２２は、封止樹脂６０から露出し、かつ厚さ方向ｚに沿って視て複数の配線部材２１に重なっている。これにより、半導体装置Ａ１０の使用の際、第１スイッチング素子４１Ａおよび第２スイッチング素子４１Ｂから発生する熱を効率よく放熱することができる。さらに、厚さ方向ｚに沿って視て、放熱部材２２は、絶縁基板１１の周縁よりも内方に位置する。これにより、図８および図９に示すように、放熱部材２２が固定された絶縁基板１１の面が封止樹脂６０に接する構成となる。したがって、支持部材１０が封止樹脂６０から脱落することを防止できる。
　半導体装置Ａ１０は、第１ダイオード４２Ａおよび第２ダイオード４２Ｂをさらに備える。第１ダイオード４２Ａは、第１配線２１Ａに対して第１スイッチング素子４１Ａと並列接続されている。第２ダイオード４２Ｂは、第２配線２１Ｂに対して第２スイッチング素子４１Ｂと並列接続されている。これにより、半導体装置Ａ１０の使用の際、第１スイッチング素子４１Ａおよび第２スイッチング素子４１Ｂの各々に逆方向の電流が流れることを回避できる。また、一対の出力端子３２に接続されたモータなどの負荷において、当該負荷のインダクタンスにはエネルギーが蓄積される。第１ダイオード４２Ａおよび第２ダイオード４２Ｂは、当該エネルギーを一対の入力端子３１に接続された直流電源Ｅに戻す作用がある（図１４および図１５参照）。
　図１６および図１７に基づき、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省略する。図１６では、封止樹脂６０を透過している。
　半導体装置Ａ２０は、絶縁材４６を備えることが、先述した半導体装置Ａ１０に対して異なる。
　絶縁材４６は、図１６および図１７に示すように、第１受動素子４３と第２受動素子４４との間に位置している。また絶縁材４６は、熱伝導性を有する。絶縁材４６は、絶縁体４６１および接着層４６２を有する。絶縁体４６１は、窒化ケイ素または窒化アルミニウムなどが含有されたセラミックスである。このため、絶縁体４６１は、熱伝導性が比較的高いものとなっている。絶縁体４６１の上面は、導電材４５に接している。接着層４６２は、絶縁体４６１の表面の一部を覆っている。接着層４６２は、電気絶縁性を有する。接着層４６２は、たとえば窒化アルミニウムなど、電気絶縁性を有し、かつ熱伝導性が比較的高い材料の微粉が含有された合成樹脂を含む材料からなる。半導体装置Ａ２０においては、接着層４６２は、絶縁基板１１、第１配線２１Ａ、第２配線２１Ｂ、第１受動素子４３および第２受動素子４４に接している。これにより、絶縁材４６は、絶縁基板１１および導電材４５と、第１配線２１Ａおよび第２配線２１Ｂの少なくともいずれかとに接している。
　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、第１方向ｘにおいて互いに離間した第１配線２１Ａおよび第２配線２１Ｂを有する複数の配線部材２１を含む支持部材１０と、第１受動素子４３と、第２受動素子４４と、導電材４５とを備える。第１受動素子４３の第１電極４３１は、第１配線２１Ａに接合されている。第２受動素子４４の第４電極４４２は、第２配線２１Ｂに接合されている。導電材４５は、第１受動素子４３の第２電極４３２と、第２受動素子４４の第３電極４４１とを接続している。第１受動素子４３および第２受動素子４４の少なくともいずれかは、コンデンサである。したがって、半導体装置Ａ２０によっても、当該装置に発生するサージ電圧を抑制しつつ、当該装置が実装される配線基板の大型化を回避することが可能となる。
　半導体装置Ａ２０は、第１受動素子４３と第２受動素子４４との間に位置し、かつ熱伝導性を有する絶縁材４６をさらに備える。絶縁材４６は、導電材４５と、第１配線２１Ａおよび第２配線２１Ｂの少なくともいずれかとに接している。これにより、半導体装置Ａ２０の使用の際、第１受動素子４３および第２受動素子４４から発生する熱は、第１配線２１Ａおよび第２配線２１Ｂのいずれかに伝導されやすくなる。したがって、第１受動素子４３および第２受動素子４４の温度上昇を抑制することができる。さらに、絶縁材４６が絶縁基板１１に接する構成をとることにより、第１受動素子４３および第２受動素子４４から発生する熱を、より効率よく放熱することができる。
　図１８および図１９に基づき、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省略する。図１８では、封止樹脂６０を透過している。
　半導体装置Ａ３０は、第１受動素子４３、第２受動素子４４および導電材４５の構成が、先述した半導体装置Ａ１０に対して異なる。
　図１８および図１９に示すように、半導体装置Ａ３０においては、第１受動素子４３において第１電極４３１および第２電極４３２が離間する方向は、第１方向ｘである。あわせて、第２受動素子４４において第３電極４４１および第４電極４４２が離間する方向は、第１方向ｘである。厚さ方向ｚに沿って視て、導電材４５、第２電極４３２および第３電極４４１は、第１配線２１Ａと第２配線２１Ｂとの間に位置する。
　半導体装置Ａ３０においては、導電材４５は、たとえば銀などの金属粒子が含有された合成樹脂を含む材料からなる。このため、半導体装置Ａ３０においても導電材４５は、導電性が確保されたものとなる。導電材４５のヤング率は、第１配線２１Ａおよび第２配線２１Ｂの各々のヤング率よりも小である。
　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、第１方向ｘにおいて互いに離間した第１配線２１Ａおよび第２配線２１Ｂを有する複数の配線部材２１を含む支持部材１０と、第１受動素子４３と、第２受動素子４４と、導電材４５とを備える。第１受動素子４３の第１電極４３１は、第１配線２１Ａに接合されている。第２受動素子４４の第４電極４４２は、第２配線２１Ｂに接合されている。導電材４５は、第１受動素子４３の第２電極４３２と、第２受動素子４４の第３電極４４１とを接続している。第１受動素子４３および第２受動素子４４の少なくともいずれかは、コンデンサである。したがって、半導体装置Ａ３０によっても、当該装置に発生するサージ電圧を抑制しつつ、当該装置が実装される配線基板の大型化を回避することが可能となる。
　半導体装置Ａ３０においては、第１受動素子４３において第１電極４３１および第２電極４３２が離間する方向と、第２受動素子４４において第３電極４４１および第４電極４４２が離間する方向とは、ともに第１方向ｘである。厚さ方向ｚに沿って視て、導電材４５、第２電極４３２および第３電極４４１は、第１配線２１Ａと第２配線２１Ｂとの間に位置する。これにより、第１受動素子４３および第２受動素子４４の各々において、電流の短絡を防止できる。さらに、導電材４５のヤング率は、第１配線２１Ａおよび第２配線２１Ｂの各々のヤング率よりも小である。これにより、導電材４５は、第１配線２１Ａおよび第２配線２１Ｂよりも可とう性が大となる。したがって、半導体装置Ａ３０の使用の際、第１受動素子４３および第２受動素子４４に発生する熱ひずみを導電材４５により吸収させることにより、第１受動素子４３および第２受動素子４４に亀裂が発生することを防止できる。
　図２０および図２１に基づき、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省略する。図２０では、封止樹脂６０を透過している。
　半導体装置Ａ４０は、絶縁材４６を備えることが、先述した半導体装置Ａ３０に対して異なる。
　絶縁材４６は、図２０および図２１に示すように、第１配線２１Ａと第２配線２１Ｂとの間に位置する。絶縁材４６の絶縁体４６１および接着層４６２の各々の材料構成は、半導体装置Ａ２０の絶縁材４６の絶縁体４６１および接着層４６２の各々の材料構成と同一である。絶縁体４６１の上面は、導電材４５、第１受動素子４３の第２電極４３２、および第２受動素子４４の第３電極４４１に接している。接着層４６２は、絶縁体４６１の表面の一部を覆っている。半導体装置Ａ４０においては、接着層４６２は、絶縁基板１１、第１配線２１Ａおよび第２配線２１Ｂに接している。これにより、絶縁材４６は、絶縁基板１１および導電材４５と、第１配線２１Ａおよび第２配線２１Ｂの少なくともいずれかとに接している。
　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、第１方向ｘにおいて互いに離間した第１配線２１Ａおよび第２配線２１Ｂを有する複数の配線部材２１を含む支持部材１０と、第１受動素子４３と、第２受動素子４４と、導電材４５とを備える。第１受動素子４３の第１電極４３１は、第１配線２１Ａに接合されている。第２受動素子４４の第４電極４４２は、第２配線２１Ｂに接合されている。導電材４５は、第１受動素子４３の第２電極４３２と、第２受動素子４４の第３電極４４１とを接続している。第１受動素子４３および第２受動素子４４の少なくともいずれかは、コンデンサである。したがって、半導体装置Ａ４０によっても、当該装置に発生するサージ電圧を抑制しつつ、当該装置が実装される配線基板の大型化を回避することが可能となる。
　半導体装置Ａ４０は、第１配線２１Ａと第２配線２１Ｂとの間に位置し、かつ熱伝導性を有する絶縁材４６をさらに備える。絶縁材４６は、導電材４５と、第１配線２１Ａおよび第２配線２１Ｂの少なくともいずれかとに接している。これにより、半導体装置Ａ４０の使用の際、第１受動素子４３および第２受動素子４４から発生する熱は、第１配線２１Ａおよび第２配線２１Ｂのいずれかに伝導されやすくなる。したがって、第１受動素子４３および第２受動素子４４の温度上昇を抑制することができる。さらに、絶縁材４６が絶縁基板１１に接する構成をとることにより、第１受動素子４３および第２受動素子４４から発生する熱を、より効率よく放熱することができる。
　図２２および図２３に基づき、第５実施形態にかかる半導体装置Ａ５０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省略する。図２２では、封止樹脂６０を透過している。
　半導体装置Ａ５０は、第１受動素子４３、第２受動素子４４および導電材４５に替えて、スナバコンデンサ４７を備えることが、先述した半導体装置Ａ１０に対して異なる。
　スナバコンデンサ４７は、図２２に示すように、第１配線２１Ａと第２配線２１Ｂとの間に位置する。スナバコンデンサ４７は、複数の第１導電部４７１、複数の第２導電部４７２、および絶縁部４７３を有する。複数の第１導電部４７１は、第１配線２１Ａの一部をエッチングなどにより形成したものである。複数の第１導電部４７１の各々は、第１配線２１Ａにつながり、かつ第１配線２１Ａから第１方向ｘに延びている。複数の第２導電部４７２は、第２配線２１Ｂの一部をエッチングなどにより形成したものである。複数の第２導電部４７２の各々は、第２配線２１Ｂにつながり、かつ第２配線２１Ｂから第１方向ｘに延びている。複数の第１導電部４７１、および複数の第２導電部４７２は、ともに第２方向ｙに沿って配列された櫛歯状をなしている。
　図２２に示すように、複数の第１導電部４７１のいずれかと、当該第１導電部４７１の隣に位置する複数の第２導電部４７２のいずれかとは、互いに離間している。半導体装置Ａ５０においては、当該第１導電部４７１および当該第２導電部４７２は、第２方向ｙにおいて互いに離間している。
　図２２に示すように、絶縁部４７３は、複数の第１導電部４７１のいずれかと、当該第１導電部４７１の隣に位置する複数の第２導電部４７２のいずれかとに挟まれた部分を含む。絶縁部４７３は、熱伝導性を有する。絶縁部４７３は、窒化ケイ素または窒化アルミニウムなどが含有されたセラミックスである。このため、絶縁部４７３の材質は、熱伝導性が比較的高いものとなっている。絶縁部４７３は、スナバコンデンサ４７の誘電体層を構成する。
　図２３に示すように、絶縁部４７３は、絶縁基板１１に接している。また、スナバコンデンサ４７は、封止樹脂６０に覆われている。
　図２４および図２５に基づき、第５実施形態の変形例にかかる半導体装置Ａ５１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。図２４では、封止樹脂６０を透過している。
　半導体装置Ａ５１は、スナバコンデンサ４７の構成が、先述した半導体装置Ａ５０に対して異なる。
　図２４に示すように、スナバコンデンサ４７は、一対の第１導電部４７１、第２導電部４７２、および絶縁部４７３を有する。これらのうち、絶縁部４７３の構成は、先述した半導体装置Ａ５０の絶縁部４７３の構成と同様であるため、ここでの説明は省略する。一対の第１導電部４７１、および第２導電部４７２は、いずれも第２方向ｙに延びる帯状である。図２５に示すように、一対の第１導電部４７１のいずれかと、当該第１導電部４７１の隣に位置する第２導電部４７２とは、厚さ方向ｚにおいて互いに離間している。
　次に、半導体装置Ａ５０の作用効果について説明する。
　半導体装置Ａ５０は、第１方向ｘにおいて互いに離間した第１配線２１Ａおよび第２配線２１Ｂを有する複数の配線部材２１を含む支持部材１０と、第１配線２１Ａと第２配線２１Ｂとの間に位置するスナバコンデンサ４７を備える。スナバコンデンサ４７は、第１配線２１Ａにつながる第１導電部４７１と、第２配線２１Ｂにつながる第２導電部４７２と、第１導電部４７１と第２導電部４７２との間に挟まれた部分を含む絶縁部４７３とを有する。これにより、スナバコンデンサ４７は、半導体装置Ａ５０のスナバ回路を構成している。したがって、第１スイッチング素子４１Ａおよび第２スイッチング素子４１Ｂの駆動により半導体装置Ａ５０に発生するサージ電圧を抑制することができる。あわせて、半導体装置Ａ５０が実装される配線基板に、半導体装置Ａ５０に接続するためのスナバ回路を構成することが不要となるため、当該配線基板の大型化が回避される。以上より、半導体装置Ａ５０によれば、当該装置に発生するサージ電圧を抑制しつつ、当該装置が実装される配線基板の大型化を回避することが可能となる。なお、スナバコンデンサ４７の構成は、半導体装置Ａ５０における構成と、半導体装置Ａ５１における構成とのいずれかを選択できる。
　スナバコンデンサ４７の第１導電部４７１は、第１配線２１Ａの一部から形成されたものである。あわせて、スナバコンデンサ４７の第２導電部４７２は、第２配線２１Ｂの一部から形成されたものである。これにより、スナバコンデンサ４７の放熱性は、比較的大である。さらに、スナバコンデンサ４７の絶縁部４７３が熱伝導性を有し、かつ絶縁基板１１に接する構成とすることにより、スナバコンデンサ４７の放熱性をより向上させることができる。
　本開示は、上述した実施形態に限定されるものではない。上述した各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。
　　Ａ１０，Ａ２０，Ａ３０，Ａ４０，Ａ５０，Ａ５１：半導体装置
　　１０：支持部材
　　１１：絶縁基板
　　２１：配線部材
　　２１Ａ：第１配線
　　２１Ｂ：第２配線
　　２１Ｃ：第３配線
　　２１Ｄ：第４配線
　　２１１：主面
　　２２：放熱部材
　　２２１：裏面
　　３１：入力端子
　　３１Ａ：第１入力端子
　　３１Ｂ：第２入力端子
　　３１１：パッド部
　　３１２：端子部
　　３１２Ａ：基部
　　３１２Ｂ：起立部
　　３２：出力端子
　　３２Ａ：第１出力端子
　　３２Ｂ：第２出力端子
　　３２１：パッド部
　　３２２：端子部
　　３２２Ａ：基部
　　３２２Ｂ：起立部
　　３３：ゲート端子
　　３３１：パッド部
　　３３２：端子部
　　３３２Ａ：基部
　　３３２Ｂ：起立部
　　３４：検出端子
　　３４１：パッド部
　　３４２：端子部
　　３４２Ａ：基部
　　３４２Ｂ：起立部
　　４１Ａ：第１スイッチング素子
　　４１Ｂ：第２スイッチング素子
　　４１１：主面電極
　　４１２：裏面電極
　　４１３：ゲート電極
　　４２Ａ：第１ダイオード
　　４２Ｂ：第２ダイオード
　　４２１：アノード電極
　　４２２：カソード電極
　　４３：第１受動素子
　　４３１：第１電極
　　４３２：第２電極
　　４４：第２受動素子
　　４４１：第３電極
　　４４２：第４電極
　　４５：導電材
　　４６：絶縁材
　　４６１：絶縁体
　　４６２：接着層
　　４７：スナバコンデンサ
　　４７１：第１導電部
　　４７２：第２導電部
　　４７３：絶縁部
　　４９：接合層
　　５０１：ワイヤ
　　５０２：ゲートワイヤ
　　５０３：検出ワイヤ
　　５１Ａ：第１導通部材
　　５１Ｂ：第２導通部材
　　５１Ｃ：第３導通部材
　　５１Ｄ：第４導通部材
　　６０：封止樹脂
　　６１：頂面
　　６２：底面
　　６３Ａ：第１側面
　　６３Ｂ：第２側面
　　６４：取付け孔
　　ｔ０，ｔ：厚さ
　　Ｅ：直流電源
　　ｚ：厚さ方向
　　ｘ：第１方向
　　ｙ：第２方向

Claims (18)

  1. 　厚さ方向に直交する第１方向において互いに離間した第１配線および第２配線を有する複数の配線部材を含む支持部材と、
    　前記第１配線に導通する第１スイッチング素子と、
    　前記第１スイッチング素子および前記第２配線に導通する第２スイッチング素子と、
    　第１電極および第２電極を有し、前記第１電極が前記第１配線に接合された第１受動素子と、
    　第３電極および第４電極を有し、前記第４電極が前記第２配線に接合された第２受動素子と、
    　前記第２電極と前記第３電極とを接続する導電材と、
    を備えており、
    　前記第１受動素子および前記第２受動素子の少なくともいずれかがコンデンサである、半導体装置。
  2. 　前記第１受動素子および前記第２受動素子は、ともにコンデンサである、請求項１に記載の半導体装置。
  3. 　前記第１受動素子および前記第２受動素子のいずれかは、抵抗器である、請求項１に記載の半導体装置。
  4. 　前記第１電極および前記第２電極は、互いに前記厚さ方向において離間しており、
    　前記第３電極および前記第４電極は、互いに前記厚さ方向において離間しており、
    　前記第１受動素子および前記第２受動素子は、前記第１方向において互いに離間している、請求項２または３に記載の半導体装置。
  5. 　前記導電材は、前記複数の配線部材に対して前記厚さ方向に離れて位置し、かつ前記第１受動素子および前記第２受動素子に支持されている、請求項４に記載の半導体装置。
  6. 　前記第１電極および前記第２電極は、互いに前記第１方向において離間しており、
    　前記第３電極および前記第４電極は、互いに前記第１方向において離間しており、
    　前記厚さ方向に沿って視て、前記導電材、前記第２電極および前記第３電極は、前記第１配線と前記第２配線との間に位置する、請求項２または３に記載の半導体装置。
  7. 　前記導電材のヤング率は、前記第１配線および前記第２配線の各々のヤング率よりも小である、請求項６に記載の半導体装置。
  8. 　前記第１受動素子と前記第２受動素子との間に位置し、かつ熱伝導性を有する絶縁材をさらに備え、
    　前記絶縁材は、前記導電材に接しており、かつ前記第１配線および前記第２配線の少なくともいずれかに接している、請求項５に記載の半導体装置。
  9. 　前記第１配線と前記第２配線との間に位置し、かつ熱伝導性を有する絶縁材をさらに備え、
    　前記絶縁材は、前記導電材に接しており、かつ前記第１配線および前記第２配線の少なくともいずれかに接している、請求項７に記載の半導体装置。
  10. 　前記支持部材は、前記複数の配線部材が固定された絶縁基板を含み、
    　前記絶縁材は、前記絶縁基板に接している、請求項８または９に記載の半導体装置。
  11. 　封止樹脂をさらに備え、
    　前記封止樹脂は、前記絶縁基板、前記複数の配線部材、前記第１スイッチング素子、前記第２スイッチング素子、前記第１受動素子、前記第２受動素子および前記導電材を覆い、
    　前記支持部材は、前記厚さ方向において前記絶縁基板に対して前記複数の配線部材とは反対側に位置し、かつ前記絶縁基板に固定された放熱部材を含み、
    　前記放熱部材は、前記封止樹脂から露出し、
    　前記厚さ方向に沿って視て、前記放熱部材は、前記複数の配線部材に重なり、かつ前記絶縁基板の周縁よりも内方に位置する、請求項１０に記載の半導体装置。
  12. 　前記複数の配線部材は、第３配線を含み、
    　前記第３配線は、前記第１配線および前記第２配線に対して、前記厚さ方向および前記第１方向に直交する第２方向において離間されており、
    　前記第２スイッチング素子は、前記第３配線に接合され、
    　前記第１スイッチング素子は、前記第１配線に接合され、かつ前記第３配線に導通している、請求項１ないし１１のいずれか１つに記載の半導体装置。
  13. 　第１ダイオードおよび第２ダイオードをさらに備え、
    　前記第１ダイオードは、前記第１配線に対して前記第１スイッチング素子と並列接続され、
    　前記第２ダイオードは、前記第２配線に対して前記第２スイッチング素子と並列接続されている、請求項１ないし１２のいずれか１つに記載の半導体装置。
  14. 　厚さ方向に直交する第１方向において互いに離間した第１配線および第２配線を有する複数の配線部材を含む支持部材と、
    　前記第１配線に導通する第１スイッチング素子と、
    　前記第１スイッチング素子および前記第２配線に導通する第２スイッチング素子と、
    　前記第１配線と前記第２配線との間に位置するスナバコンデンサと、
    を備えており、
    　前記スナバコンデンサは、互いに離間した第１導電部および第２導電部と、前記第１導電部と前記第２導電部とに挟まれた部分を含む絶縁部と、を有し、
    　前記第１導電部は、前記第１配線につながり、かつ前記第１配線から前記第１方向に延び、
    　前記第２導電部は、前記第２配線につながり、かつ前記第２配線から前記第１方向に延びている、半導体装置。
  15. 　前記支持部材は、前記複数の配線部材が固定された絶縁基板を含み、
    　前記絶縁部は、熱伝導性を有し、かつ前記絶縁基板に接している、請求項１４に記載の半導体装置。
  16. 　前記第１導電部および前記第２導電部は、前記厚さ方向および前記第１方向に直交する第２方向において互いに離間している、請求項１５に記載の半導体装置。
  17. 　前記第１導電部および前記第２導電部は、前記厚さ方向において互いに離間している、請求項１５に記載の半導体装置。
  18. 　封止樹脂をさらに備え、
    　前記封止樹脂は、前記絶縁基板、前記複数の配線部材、前記第１スイッチング素子、前記第２スイッチング素子および前記スナバコンデンサを覆い、
    　前記支持部材は、前記厚さ方向において前記絶縁基板に対して前記複数の配線部材とは反対側に位置し、かつ前記絶縁基板に固定された放熱部材を含み、
    　前記放熱部材は、前記封止樹脂から露出し、
    　前記厚さ方向に沿って視て、前記放熱部材は、前記複数の配線部材に重なり、かつ前記絶縁基板の周縁よりも内方に位置する、請求項１５ないし１７のいずれか１つに記載の半導体装置。
PCT/JP2020/017201 2019-04-24 2020-04-21 半導体装置 WO2020218298A1 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE112020002540.3T DE112020002540T5 (de) 2019-04-24 2020-04-21 Halbleiterbauteil
US17/441,950 US20220165719A1 (en) 2019-04-24 2020-04-21 Semiconductor device
CN202080030133.7A CN113748509A (zh) 2019-04-24 2020-04-21 半导体装置
JP2021516139A JP7365405B2 (ja) 2019-04-24 2020-04-21 半導体装置
DE212020000086.7U DE212020000086U1 (de) 2019-04-24 2020-04-21 Halbleiterbauteil

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019-082614 2019-04-24
JP2019082614 2019-04-24

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020218298A1 true WO2020218298A1 (ja) 2020-10-29

Family

ID=72942099

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2020/017201 WO2020218298A1 (ja) 2019-04-24 2020-04-21 半導体装置

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN113748509A (ja)
WO (1) WO2020218298A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112701095A (zh) * 2020-12-15 2021-04-23 杰群电子科技（东莞）有限公司 一种功率芯片堆叠封装结构

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001144248A (ja) * 1999-11-12 2001-05-25 Fuji Electric Co Ltd 半導体モジュール
JP2005251839A (ja) * 2004-03-02 2005-09-15 Fuji Electric Holdings Co Ltd 電力用半導体モジュールの絶縁基板
JP2009225612A (ja) * 2008-03-18 2009-10-01 Mitsubishi Electric Corp パワーモジュール
JP2010205960A (ja) * 2009-03-04 2010-09-16 Denso Corp 半導体モジュール
JP2013187464A (ja) * 2012-03-09 2013-09-19 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置
JP2013252009A (ja) * 2012-06-01 2013-12-12 Toyota Motor Corp スナバコンデンサが搭載された半導体モジュールの保護回路
WO2016067835A1 (ja) * 2014-10-30 2016-05-06 ローム株式会社 パワーモジュールおよびパワー回路
JP2020004929A (ja) * 2018-07-02 2020-01-09 富士電機株式会社 半導体装置

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004152861A (ja) * 2002-10-29 2004-05-27 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置
JP2014187145A (ja) * 2013-03-22 2014-10-02 Toyota Motor Corp 半導体モジュール及びその製造方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001144248A (ja) * 1999-11-12 2001-05-25 Fuji Electric Co Ltd 半導体モジュール
JP2005251839A (ja) * 2004-03-02 2005-09-15 Fuji Electric Holdings Co Ltd 電力用半導体モジュールの絶縁基板
JP2009225612A (ja) * 2008-03-18 2009-10-01 Mitsubishi Electric Corp パワーモジュール
JP2010205960A (ja) * 2009-03-04 2010-09-16 Denso Corp 半導体モジュール
JP2013187464A (ja) * 2012-03-09 2013-09-19 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置
JP2013252009A (ja) * 2012-06-01 2013-12-12 Toyota Motor Corp スナバコンデンサが搭載された半導体モジュールの保護回路
WO2016067835A1 (ja) * 2014-10-30 2016-05-06 ローム株式会社 パワーモジュールおよびパワー回路
JP2020004929A (ja) * 2018-07-02 2020-01-09 富士電機株式会社 半導体装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112701095A (zh) * 2020-12-15 2021-04-23 杰群电子科技（东莞）有限公司 一种功率芯片堆叠封装结构

Also Published As

Publication number Publication date
CN113748509A (zh) 2021-12-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5678884B2 (ja) 電力変換装置
JP2006222298A (ja) 半導体装置およびその製造方法
JP6907931B2 (ja) 半導体モジュール
US11456244B2 (en) Semiconductor device
US11923278B2 (en) Semiconductor module
JP2023089251A (ja) 半導体装置
US20220254764A1 (en) Semiconductor device
WO2020085377A1 (ja) 半導体装置
JP2018137283A (ja) 半導体装置
JP2021141222A (ja) 半導体モジュール
JP2020092108A (ja) 半導体装置
WO2022118633A1 (ja) 半導体装置
US20210407881A1 (en) Semiconductor device
WO2020218298A1 (ja) 半導体装置
JP7365405B2 (ja) 半導体装置
KR20170024254A (ko) 파워 반도체 모듈 및 이의 제조 방법
WO2019235146A1 (ja) 半導体モジュール
WO2013105456A1 (ja) 回路基板および電子デバイス
JP7231109B2 (ja) 電気回路及び半導体モジュール
JP2020077694A (ja) 半導体装置
JP7365368B2 (ja) 半導体装置
US20190258302A1 (en) Power supply module
WO2020044668A1 (ja) 半導体装置
JP7294403B2 (ja) 半導体装置
WO2022075003A1 (ja) 半導体装置

Legal Events

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

Ref document number: 20795871

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2021516139

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 20795871

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1