WO2021200336A1 - 電子装置 - Google Patents

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electronic device
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lead
electronic
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祐司 石松
憲治 ▲濱▼
原 英夫
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ローム株式会社
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Definitions

  • This disclosure relates to electronic devices.
  • IPM Intelligent Power Module
  • This electronic device includes an electronic element, a control element, and a lead frame (see Patent Document 1).
  • the electronic device is a power semiconductor device that controls electric power.
  • the control element controls the electronic element.
  • the lead frame supports electronic and control devices and provides a conduction path for these devices.
  • one issue of the present disclosure is to provide an electronic device capable of higher integration.
  • the electronic device has a substrate having a substrate main surface and a substrate back surface separated from each other in the thickness direction, an element main surface, and a first main surface electrode on the element main surface. It has an electronic element formed of, a wiring portion formed on the main surface of the substrate and transmitting a control signal for controlling the electronic element, and a main surface and a back surface separated from each other in the thickness direction.
  • the back surface was joined to the wiring portion, the conductive first lead arranged on the main surface of the substrate, and the main surface and the first main surface electrode of the conductive member. It includes a first connecting member.
  • the first lead includes a first pad portion separated from the wiring portion and to which the electronic element is bonded.
  • the wiring portion and the first main surface electrode are electrically connected to each other via the conductive member and the first connecting member.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line VII-VII of FIG.
  • FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of a main part obtained by enlarging a part of FIG. 7.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line IX-IX of FIG. It is a top view which shows the electronic device of 2nd Embodiment, and the resin member is shown by the imaginary line. It is sectional drawing which follows the XI-XI line of FIG.
  • the electronic device A1 includes a substrate 1, a wiring unit 2, two electronic elements 3, two control elements 4, a plurality of passive elements 5, a plurality of leads 6, a plurality of first connecting members 71, and a plurality of second connecting members 72. , A plurality of third connecting members 73 and a resin member 8 are provided.
  • the plurality of leads 6 includes a plurality of first leads 61, a plurality of second leads 62, a plurality of third leads 63, and a plurality of fourth leads 64.
  • the electronic device A1 is, for example, an IPM (Intelligent Power Module), but the present disclosure is not limited to this.
  • the electronic device A1 is used for applications such as an air conditioner and a motor control device.
  • FIG. 1 is a perspective view showing the electronic device A1.
  • FIG. 2 is a plan view showing the electronic device A1.
  • FIG. 3 is a plan view corresponding to FIG. 2, and the resin member 8 is shown by an imaginary line (dashed line).
  • FIG. 4 is a bottom view showing the electronic device A1.
  • FIG. 5 is a side view (left side view) showing the electronic device A1.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line VI-VI of FIG.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the line VII-VII of FIG.
  • FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view of a main part obtained by enlarging a part of FIG. 7.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view taken along the line IX-IX of FIG. In FIG. 9, the first connecting member 71 and the third connecting member 73 are omitted.
  • the z direction corresponds to the thickness direction of the electronic device A1.
  • the x-direction and the y-direction are included in the plan view of the electronic device A1 (for example, FIG. 3).
  • the x1 direction When distinguishing between the two directions in the x direction, one is called the x1 direction and the other is called the x2 direction.
  • the y1 and y2 directions When distinguishing between the two directions in the x2 direction, one is called the x2 direction.
  • the term "planar view” may be used to describe the case of viewing in the z direction (along).
  • the substrate 1 has a shape in which the dimension (thickness) in the z direction is relatively smaller than the dimension in the x direction or the y direction.
  • the substrate 1 has a rectangular shape that is long in the x direction in a plan view.
  • the thickness of the substrate 1 is, for example, 0.1 mm or more and 1.0 mm or less, but the present disclosure is not limited thereto.
  • Each dimension (length, width, thickness) of the substrate 1 is not particularly limited.
  • the substrate 1 is made of an insulating material. Further, as the material of the substrate 1, for example, a material having a higher thermal conductivity than the resin member 8 is preferable.
  • the substrate 1 is made of ceramic. Examples of ceramics include alumina (Al 2 O 3 ), silicon nitride (SiN), aluminum nitride (AlN), and alumina containing zirconia.
  • the substrate 1 has a substrate main surface 11 and a substrate back surface 12.
  • the substrate main surface 11 and the substrate back surface 12 are separated from each other in the z direction.
  • the substrate main surface 11 faces the z2 direction, and the substrate back surface 12 faces the z1 direction.
  • the main surface of the substrate 11 and the back surface of the substrate 12 are flat surfaces orthogonal to the z direction, respectively, but the present disclosure is not limited thereto.
  • a wiring portion 2 is formed on the main surface 11 of the substrate, and a plurality of first leads 61, a plurality of third leads 63, and a plurality of electronic components are mounted.
  • the plurality of electronic components include two electronic elements 3 and two control elements 4.
  • the back surface 12 of the substrate is exposed from the resin member 8.
  • Each of the substrate main surface 11 and the substrate back surface 12 has a rectangular shape in a plan view, for example.
  • the plan view shape of the substrate 1 is not limited.
  • the wiring portion 2 is formed on the main surface 11 of the substrate.
  • the wiring portion 2 is made of a conductive material.
  • the constituent material of the wiring portion 2 is, for example, silver (Ag) or an Ag alloy (for example, Ag-Pt, AgPd, etc.).
  • the constituent material may be copper (Cu) or Cu alloy, gold (Au), Au alloy, or the like, instead of Ag or Ag alloy.
  • the wiring portion 2 is formed by printing a paste material containing the above-mentioned constituent material and then firing the paste material, but the present disclosure is not limited to this.
  • the wiring unit 2 is a conduction path to each control element 4.
  • Various control signals for controlling each electronic element 3 flow through the wiring unit 2.
  • the control signal includes a drive signal, a detection signal, and the like.
  • the drive signal is a signal for controlling the drive of the electronic element 3.
  • the detection signal is a signal for detecting the operating state (for example, voltage value, current value, etc.) of the electronic element 3.
  • the wiring unit 2 includes a plurality of pad units 21 and a plurality of connection wirings 22.
  • Each of the plurality of pad portions 21 has a rectangular shape in a plan view.
  • the plurality of pad portions 21 are separated from each other.
  • the plurality of pad portions 21 are portions to which other parts are joined.
  • a plurality of conductive members 29, a plurality of control elements 4, a plurality of passive elements 5, a plurality of third leads 63, a plurality of fourth leads 64, and a plurality of third connections are connected to the plurality of pad portions 21.
  • the members 73 are joined.
  • the plurality of connection wirings 22 are connected between the plurality of pad portions 21 so that the conduction path of the electronic device A1 has a desired circuit configuration.
  • Each of the plurality of conductive members 29 is, for example, a rectangular parallelepiped block material, and has a rectangular shape in a plan view.
  • Each conductive member 29 is made of, for example, Cu.
  • Other conductive materials may be used instead of Cu.
  • it may be a metal other than Cu, or it may be a semiconductor material (for example, Si) which is doped with impurities and has an increased electrical conductivity.
  • Each of the plurality of conductive members 29 has a main surface 291 and a back surface 292.
  • the main surface 291 and the back surface 292 are separated from each other in the z direction.
  • the main surface 291 faces the z2 direction
  • the back surface 292 faces the z1 direction.
  • the main surface 291 and the back surface 292 are flat surfaces orthogonal to the z direction, respectively, but the present disclosure is not limited thereto.
  • a first connecting member 71 is joined to the main surface 291. As a result, the conductive member 29 conducts to the first connecting member 71.
  • Each conductive member 29 and the electronic element 3 conducting the conductive member 29 are arranged in an orthogonal direction orthogonal to the z direction.
  • the orthogonal direction corresponds to the direction in which the first connecting member 71 that conducts them is extended in a plan view.
  • the main surface 291 overlaps the electronic element 3 when viewed in the orthogonal direction, for example.
  • the thickness of the conductive member 29 (dimension in the z direction) is larger than the difference between the thickness of the wiring portion 2 and the thickness of the first lead 61.
  • the main surface 291 overlaps the main surface of the electronic device 3 (the above-mentioned element main surface 31).
  • the main surface 291 may be located above each electronic element 3 (z2 direction) in the z direction.
  • Each conductive member 29 is joined to each pad portion 21 (wiring portion 2) by a conductive bonding material (not shown).
  • a conductive bonding material for example, solder, a metal paste (silver paste, copper paste, etc.) or a sintered metal (sintered silver, etc.) is used.
  • the bonding method between each conductive member 29 and each pad portion 21 may be another method such as ultrasonic bonding or laser bonding.
  • each conductive member 29 is larger than the pad portion 21 to which the conductive member 29 is joined in a plan view. Instead, the conductive member 29 may have the same size as the pad portion 21 (including the case where it is substantially the same), or may be smaller than the pad portion 21.
  • Each of the two electronic elements 3 is arranged on each first lead 61 (first pad portion 611).
  • Each electronic element 3 is, for example, a power transistor that controls electric power.
  • Each electronic element 3 is, for example, a MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor) made of a SiC (silicon carbide) substrate.
  • MOSFET Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor
  • SiC silicon carbide
  • each electronic element 3 may be a MOSFET made of a Si substrate instead of a SiC substrate, and may include, for example, an IGBT element. Alternatively, it may be a MOSFET containing GaN (gallium nitride).
  • the electronic device A1 includes two electronic devices 3, but the number of the electronic devices 3 is not limited and is appropriately changed according to the requirements of the electronic device A1.
  • Each electronic element 3 has an element main surface 31 and an element back surface 32.
  • the element main surface 31 and the element back surface 32 are separated from each other in the z direction.
  • the element main surface 31 faces the z2 direction, and the element back surface 32 faces the z1 direction.
  • the element main surface 31 and the element back surface 32 are flat, respectively, but the present disclosure is not limited thereto.
  • a first main surface electrode 311 and a second main surface electrode 312 are formed on the element main surface 31.
  • the first main surface electrode 311 and the second main surface electrode 312 are separated from each other.
  • the second main surface electrode 312 is larger than the first main surface electrode 311.
  • One end of each first connecting member 71 is joined to each first main surface electrode 311.
  • each second connecting member 72 is joined to each second main surface electrode 312.
  • a back surface electrode 321 is formed on the back surface 32 of the element.
  • the back surface electrode 321 is formed on the entire surface (or substantially the entire surface) of the back surface 32 of the element.
  • Each back surface electrode 321 is joined to the first lead 61 (first pad portion 611).
  • the first main surface electrode 311 is, for example, a gate electrode
  • the second main surface electrode 312 is, for example, a source electrode
  • the back surface electrode 321 is, for example, a drain electrode. be.
  • a drive signal is input from the control element 4 (control element 4a described later) to the first main surface electrode 311 of the electronic element 3a, and a switching operation is performed according to the input drive signal (that is, a conduction state and a cutoff state). Switch). In the conductive state, a current flows from the back surface electrode 321 (drain electrode) to the second main surface electrode 312 (source electrode), and in the cutoff state, such a current does not flow.
  • the electronic element 3b Similar to the electronic element 3a, the electronic element 3b also receives a drive signal from the control element 4 (control element 4b described later) to the first main surface electrode 311, and changes to a conduction state and a cutoff state according to the input drive signal. Is switched.
  • control element 4 control element 4b described later
  • Each of the two protective elements 39 is for preventing a reverse voltage from being applied to each electronic element 3.
  • Each protection element 39 is, for example, a diode.
  • Each protection element 39 is arranged on each first lead 61 (first pad portion 611).
  • Each protection element 39 is connected to each electronic element 3 in antiparallel.
  • the protective element 39 includes a main surface electrode 391 and a back surface electrode 392.
  • the main surface electrode 391 is formed on the main surface (the surface facing the z2 direction) of the protective element 39, and the back surface electrode 392 is formed on the back surface (the surface facing the z1 direction) of the protective element 39.
  • Each second connecting member 72 is joined to the main surface electrode 391, and the main surface electrode 391 and the second main surface electrode 312 conduct with each other via each of the second connecting members 72.
  • the back surface electrode 392 is joined to each of the first leads 61, and the back surface electrode 392 and the back surface electrode 321 conduct with each other via each of the first leads 61.
  • each protection element 39 is a diode
  • the main surface electrode 391 is an anode electrode
  • the back surface electrode 392 is a cathode electrode.
  • the electronic device A1 does not have to include the protection element 39.
  • Each of the two control elements 4 controls the drive of each electronic element 3.
  • Each control element 4 is arranged on the main surface 11 of the substrate. When distinguishing between the two control elements 4, one is referred to as a control element 4a and the other is referred to as a control element 4b.
  • the control element 4a controls the drive of the electronic element 3a.
  • the control element 4a controls the switching operation of the electronic element 3a by inputting a drive signal (for example, a gate voltage) to the first main surface electrode 311 (gate electrode) of the electronic element 3a.
  • a drive signal for example, a gate voltage
  • Each of the plurality of third connecting members 73 is joined to the control element 4a.
  • the control element 4a conducts to the first main surface electrode 311 of the electronic element 3a via each of the third connection member 73, the wiring portion 2, the conduction member 29, and the first connection member 71. Therefore, the drive signal output from the control element 4a is input to the first main surface electrode 311 of the electronic element 3a via each of the third connection member 73, the wiring unit 2, the conduction member 29, and the first connection member 71.
  • the upper surface of the control element 4a (the surface facing the z2 direction) is located in the z1 direction with respect to the element main surface 31 of each electronic element 3.
  • the upper surface of the control element 4a is at the same position (or substantially the same) as, for example, the upper surface (the surface facing the z2 direction) of the first pad portion 611 described later in the z direction.
  • the control element 4b controls the drive of the electronic element 3b.
  • the control element 4b controls the switching operation of the electronic element 3b by inputting a drive signal (for example, a gate voltage) to the first main surface electrode 311 (gate electrode) of the electronic element 3b.
  • a drive signal for example, a gate voltage
  • the control element 4b constitutes the control device 40 together with the resin package 401 and the plurality of connection terminals 402.
  • the control device 40 is a SOP (Small Outline Package) type package.
  • the package type of the control device 40 is not limited to the SOP type, for example, QFP (Quad Flat Package) type, SOJ (Small Outline J-lead Package) type, QFN (Quad Flatpack No Lead) type, SON (Small-Outline No.) It may be another type of package such as Lead) type.
  • the resin package 401 is made of, for example, an epoxy resin and covers the control element 4b. The plurality of connection terminals 402 protrude from the resin package 401 and conduct with the control element 4b inside the resin package 401.
  • each connection terminal 402 is conductively bonded to each pad portion 21 (wiring portion 2) via a conductive bonding material (for example, solder, metal paste, sintered metal, etc.).
  • the control element 4b conducts to the first main surface electrode 311 of the electronic element 3a via the wiring portion 2, the conduction member 29, and the first connection member 71. Therefore, the drive signal output from the control element 4b is input to the first main surface electrode 311 of the electronic element 3b via the wiring unit 2, the conduction member 29, and the first connection member 71.
  • Each of the plurality of passive elements 5 is arranged on the substrate main surface 11 of the substrate 1 and is joined to each pad portion 21 (wiring portion 2).
  • the plurality of passive elements 5 are, for example, resistors, capacitors, coils, diodes and the like.
  • the plurality of passive elements 5 include a thermistor 5a.
  • the thermistor 5a is conductively joined to the two pad portions 21 of the wiring portion 2. Each of the pad portions 21 conducts to two different third leads 63 via the wiring portion 2. The thermistor 5a outputs a current corresponding to the ambient temperature by applying a voltage between the two third leads 63.
  • Each of the plurality of leads 6 is composed of a material containing metal. Preferably, each lead 6 has a higher thermal conductivity than the substrate 1.
  • Each lead 6 is composed of, for example, copper (Cu), aluminum, iron (Fe), oxygen-free copper, or an alloy thereof (for example, Cu—Sn alloy, Cu—Zr alloy, Cu—Fe alloy, etc.).
  • the surface of each lead 6 may be plated (for example, nickel-plated).
  • the plurality of leads 6 may be formed by, for example, pressing a mold against a metal plate, or by etching the metal plate.
  • the thickness (dimension in the z direction) of each lead 6 is not particularly limited, but is, for example, 0.4 mm or more and 0.8 mm or less.
  • the plurality of leads 6 are separated from each other.
  • Each lead 6 includes a portion covered with the resin member 8 and a portion exposed from the resin member 8.
  • the plurality of first leads 61 are supported by the resin member 8 and the substrate 1, respectively.
  • Each first lead 61 includes a first pad portion 611 and a first terminal portion 612.
  • the first pad portion 611 and the first terminal portion 612 are conductive.
  • Each first pad portion 611 is covered with a resin member 8.
  • Each of the first pad portions 611 is arranged on the substrate main surface 11 of the substrate 1 and overlaps with the substrate 1 in a plan view.
  • Each first pad portion 611 is joined to the substrate main surface 11 by a joining material (not shown).
  • a metal layer may be provided on the substrate main surface 11 to which each first pad portion 611 is bonded. By using the same material as the wiring portion 2 for the metal layer, the metal layer can be formed together with the formation of the wiring portion 2.
  • a pair of electronic elements 3 and a protective element 39 are mounted on each first pad portion 611.
  • the back electrode 321 (drain electrode) of each electronic element 3 and the back electrode 392 (cathode electrode) of each protection element 39 are conductively bonded to each first pad portion 611 by a conductive bonding material (not shown). ..
  • the conductive bonding material is, for example, solder, metal paste, or sintered metal.
  • the back electrode 321 of each electronic element 3 and the back electrode 392 of each protection element 39 are conductive.
  • the element back surface 32 of each electronic element 3 and the back surface of each protection element 39 face each first pad portion 611. As shown in FIG. 8, the thickness (dimension in the z direction) T2 of each first pad portion 611 is larger than the thickness (dimension in the z direction) T1 of the wiring portion 2.
  • Each first terminal portion 612 is exposed from the resin member 8. Each first terminal portion 612 is bent in the z2 direction. Each first terminal portion 612 is an external terminal of the electronic device A1. Since each first pad portion 611 conducts to the back surface electrode 321 of each electronic element 3, the drain current of each electronic element 3 flows through each first terminal portion 612.
  • Each of the plurality of second leads 62 is supported by the resin member 8.
  • Each second lead 62 includes a second pad portion 621 and a second terminal portion 622. In each second lead 62, the second pad portion 621 and the second terminal portion 622 are conductive.
  • Each second pad portion 621 is covered with a resin member 8. Each second pad portion 621 does not overlap the substrate 1 in a plan view.
  • a plurality of second connecting members 72 are joined to each second pad portion 621.
  • Each second connecting member 72 joined to each second pad portion 621 is joined to the second main surface electrode 312 of each electronic element 3. As a result, each second pad portion 621 conducts to the second main surface electrode 312 (source electrode) of each electronic element 3 via each second connecting member 72.
  • Each second terminal portion 622 is exposed from the resin member 8. Each second terminal portion 622 is bent in the z2 direction. Each second terminal portion 622 is an external terminal of the electronic device A1. Since the second pad portion 621 conducts to the second main surface electrode 312 (source electrode) of each electronic element 3, the source current of each electronic element 3 flows through the second terminal portion 622.
  • the plurality of third leads 63 are supported by the resin member 8 and the substrate 1, respectively.
  • Each third lead 63 includes a third pad portion 631 and a third terminal portion 632.
  • the third pad portion 631 and the third terminal portion 632 are conductive.
  • Each third pad portion 631 is covered with a resin member 8. Each third pad portion 631 is arranged on the substrate main surface 11 of the substrate 1 and overlaps with the substrate 1 in a plan view. Each third pad portion 631 is conductively bonded to each pad portion 21 of the wiring portion 2 by a conductive bonding material (not shown). Each pad portion 21 to which each third pad portion 631 is joined conducts to each control element 4 via each connection wiring 22. Therefore, each third pad portion 631 conducts to each control element 4 via the wiring portion 2.
  • Each third terminal portion 632 is exposed from the resin member 8. Each third terminal portion 632 is bent in the z2 direction. Each third terminal portion 632 is an external terminal of the electronic device A1. Since each third pad portion 631 conducts to each control element 4, each third terminal portion 632 is an input terminal for various control signals to each control element 4 or an output terminal for various control signals from each control element 4. Is.
  • the plurality of fourth leads 64 are supported by the resin member 8 and the substrate 1, respectively.
  • Each fourth lead 64 includes a fourth pad portion 641 and a fourth terminal portion 642.
  • the fourth pad portion 641 and the fourth terminal portion 642 are conductive.
  • Each fourth pad portion 641 is covered with a resin member 8.
  • Each of the fourth pad portions 641 is arranged on the substrate main surface 11 of the substrate 1 and overlaps with the substrate 1 in a plan view.
  • Each of the fourth pad portions 641 is conductively bonded to each of the pad portions 21 of the wiring portion 2 by a conductive bonding material (not shown).
  • Each pad portion 21 to which each fourth pad portion 641 is joined conducts to each thermistor 5a via each connection wiring 22. Therefore, each of the fourth pad portions 641 conducts to each thermistor 5a via the wiring portion 2.
  • Each fourth terminal portion 642 is exposed from the resin member 8. Each fourth terminal portion 642 is bent in the z2 direction. Each of the fourth terminal portions 642 overlaps with each of the third terminal portions 632 when viewed in the x direction. Each fourth terminal portion 642 is an external terminal of the electronic device A1. Since each of the fourth pad portions 641 conducts to the thermistor 5a, each of the fourth terminal portions 642 is a temperature detection terminal.
  • one first lead 61 and one second lead 62 are provided for each of the two electronic elements 3. That is, the electronic device A1 includes two first leads 61 and two second leads 62. As the number of electronic elements 3 increases, so does the number of first leads 61 and the number of second leads 62. Similarly, the electronic device A1 includes four fourth leads 64 (two fourth leads 64 are provided for each of the two thermistors 5a).
  • the plurality of first connecting members 71, the plurality of second connecting members 72, the plurality of third connecting members 73, and the fourth connecting member 74 each conduct two members separated from each other.
  • the plurality of first connecting members 71, the plurality of second connecting members 72, the plurality of third connecting members 73, and the fourth connecting member 74 are wires (bonding wires), respectively.
  • Each of the plurality of first connecting members 71 is joined to the first main surface electrode 311 (gate electrode) of each electronic element 3 and the main surface 291 of each conductive member 29, and the first main surface electrode 311 of each electronic element 3 is joined. And the conduction member 29 are made conductive.
  • Each first connecting member 71 is composed of, for example, Au, but may be composed of Cu or Al.
  • the wire diameter of each first connecting member 71 and the number of first connecting members 71 are not limited to the example shown in FIG.
  • Each first connecting member 71 includes a pair of joint portions 711 and 712 and a linear portion 713.
  • the joint portion 711 is a portion to be joined to the first main surface electrode 311.
  • the joint portion 712 is a portion to be joined to the main surface 291 of the conductive member 29.
  • the linear portion 713 is a portion that connects the pair of joint portions 711 and 712. The linear portion 713 extends from each of the pair of joints 711 and 712.
  • each first connecting member 71 for example, the joint portion 711 is formed before the joint portion 712.
  • each first connecting member 71 is formed by a wire bonding device using a capillary.
  • the joint portion 711 is formed by ball bonding
  • the joint portion 712 is formed by stitch bonding.
  • the joint portion 711 is an example of the “preceding bonding portion”
  • the joint portion 712 is an example of the “sequential bonding portion”.
  • the joint portion 712 may be formed before the joint portion 711.
  • the joint portion 712 is formed by ball bonding
  • the joint portion 711 is formed by stitch bonding.
  • each first connecting member 71 may be formed by a wire bonding device using a wedge tool instead of the capillary. In this case, the joint portion 711 and the joint portion 712 are each formed by wedge bonding.
  • the plurality of second connecting members 72 are joined to the second main surface electrode 312 (source electrode) of the electronic element 3 and the second pad portion 621 of the second lead 62, respectively, and the second main surface electrodes 312 and the second Conduct the lead 62.
  • the plurality of second connecting members 72 are joined to the second main surface electrode 312 (source electrode) of the electronic element 3 and the main surface electrode 391 (anode electrode) of the protective element 39, respectively, with the second main surface electrode 312. It is made conductive with the main surface electrode 391.
  • Each second connecting member 72 is made of, for example, Al, Cu, or Au, but the present disclosure is not limited thereto.
  • the wire diameter of each second connecting member 72 and the number of the second connecting members 72 are not limited to the example shown in FIG.
  • each second connecting member 72 includes a pair of joint portions 721 and 722, an intermediate joint portion 723, and two linear portions 724.
  • the joint portion 721 is a portion to be joined to the second main surface electrode 312.
  • the joint portion 722 is a portion to be joined to the second pad portion 621 of the second lead 62.
  • the intermediate joint portion 723 is a portion to be joined to the main surface electrode 391 of the protective element 39.
  • One of the two linear portions 724 is a portion connecting the joint portion 721 and the intermediate joint portion 723, and the other is a portion connecting the joint portion 722 and the intermediate joint portion 723.
  • the second main surface electrode 312 (electronic element 3), the main surface electrode 391 (protective element 39), and the second pad portion 621 (second lead) are provided by one second connecting member 72. 62) are electrically connected to each other, but the present disclosure is not limited to this.
  • a wire for conducting the second main surface electrode 312 and the main surface electrode 391 and a wire for conducting the main surface electrode 391 and the second pad portion 621 are separately provided. You may.
  • a wire for conducting the second main surface electrode 312 and the second pad portion 621 and a wire for conducting the second main surface electrode 312 and the main surface electrode 391 may be provided. good.
  • Each of the plurality of third connecting members 73 is joined to the control element 4a and each pad portion 21 of the wiring portion 2, and the control element 4 and the wiring portion 2 are made conductive.
  • Each third connecting member 73 is made of, for example, Au, Cu, or Al.
  • the wire diameter of each third connecting member 73 and the number of the third connecting member 73 are not limited to the example shown in FIG.
  • the fourth connecting member 74 is joined to the second main surface electrode 312 of the electronic element 3b and the main surface 291 of the conductive member 29, and conducts the second main surface electrode 312 and the conductive member 29. Since the conductive member 29 conducts to the wiring unit 2, a detection signal for detecting a current (for example, a source current) flowing through the second main surface electrode 312 of the electronic element 3b is transmitted to the wiring unit 2.
  • the fourth connecting member 74 is made of, for example, Au, Cu or Al.
  • the wire diameter of the fourth connecting member 74 is not limited to the example shown in FIG. Further, a plurality of fourth connecting members 74 may be used.
  • the fourth connecting member 74 is formed so that the portion joined to the second main surface electrode 312 precedes the portion joined to the main surface 291. The order of formation of these may be reversed.
  • the fourth connecting member 74 may be formed by a wire bonding device using a capillary, or may be formed by a wire bonding device using a wedge tool.
  • the resin member 8 includes a substrate 1 (excluding the back surface 12 of the substrate), a wiring portion 2, two electronic elements 3, two control elements 4 (control device 40), a plurality of passive elements 5, and a part of a plurality of leads 6. , A plurality of first connecting members 71, a plurality of second connecting members 72, a plurality of third connecting members 73, and a fourth connecting member 74.
  • an insulating material such as an epoxy resin or a silicone gel is adopted.
  • the resin member 8 is formed by, for example, molding.
  • the resin member 8 has a resin main surface 81, a resin back surface 82, and a plurality of resin side surfaces 831 to 834.
  • the resin main surface 81 and the resin back surface 82 are separated from each other in the z direction.
  • the resin main surface 81 faces the z2 direction, and the resin back surface 82 faces the z1 direction.
  • the resin main surface 81 and the resin back surface 82 are flat surfaces orthogonal to each other in the z direction, but the present disclosure is not limited thereto.
  • the back surface 12 of the substrate is exposed from the back surface 82 of the resin. In the present embodiment, as shown in FIGS. 6, 7 and 9, the back surface 12 of the substrate and the back surface 82 of the resin are flush with each other, but the present disclosure is not limited thereto.
  • the plurality of resin side surfaces 831 to 834 are connected to the resin main surface 81 and the resin back surface 82, respectively.
  • the two resin side surfaces 831 and 832 are separated from each other in the x direction.
  • the resin side surface 831 faces the x1 direction, and the resin side surface 832 faces the x2 direction.
  • the two resin side surfaces 833 and 834 are separated from each other in the y direction.
  • the resin side surface 833 faces the y1 direction, and the resin side surface 834 faces the y2 direction.
  • each of the resin side surfaces 831 to 834 is bent at the center (or near the center) in the z direction, but the present disclosure is not limited to this.
  • each of the resin side surfaces 831 to 834 may be flat as a whole or may be curved with a predetermined curvature.
  • the plurality of first leads 61 and the plurality of second leads 62 each protrude from the resin side surface 833, and the plurality of third leads 63 and the plurality of fourth leads 64 each protrude from the resin side surface 834. ing. That is, the electric power terminal conducting on each electronic element 3 and the control signal terminal conducting on each control element 4 project from the side surfaces opposite to each other.
  • the electronic device A1 includes a wiring portion 2 formed on the substrate 1 (board main surface 11).
  • the wiring unit 2 constitutes a path for transmitting a control signal (for example, a drive signal) for controlling each electronic element 3.
  • a control signal for example, a drive signal
  • the drive signal for the electronic element 3 is output from the control element 4 and input to the first main surface electrode 311 via the wiring unit 2, the conduction member 29, and the first connection member 71.
  • the wiring portion 2 is formed, for example, by printing a silver paste on a substrate 1 in a predetermined pattern and then firing the silver paste. According to this configuration, unlike the case where the transmission path is configured by a metal lead frame, it is possible to reduce the line thickness and the density of the transmission path. Therefore, the electronic device A1 can be highly integrated.
  • the electronic device A1 includes a conductive member 29 that conducts to the wiring portion 2. Further, the first connecting member 71 is used to conduct the electronic element 3 (the first main surface electrode 311) and the conductive member 29 (the main surface 291). In general, the first connecting member 71 made of a bonding wire has a relatively large inductance component and can cause noise. On the other hand, in the electronic device A1, the first connecting member 71 is not directly joined to the wiring portion 2, but is connected to the conductive member 29 (having an inductance component smaller than that of the first connecting member 71) made of a block material. It is joined. As a result, the length of the first connecting member 71 can be shortened (that is, the inductance component can be reduced), so that the generation of noise can be suppressed.
  • the conductive member 29 is not provided.
  • the first connecting member 71' is directly connected to the first main surface electrode 311 of the electronic element 3 and the wiring portion 2.
  • the first connecting member 71' is likely to come into contact with the first pad portion 611, which may cause an unintended short circuit.
  • the height difference between the upper surface of the first main surface electrode 311 (element main surface 31) and the upper surface of the pad portion 21 is large. ..
  • a conductive member 29 is provided, and the first connecting member 71 is joined to the first main surface electrode 311 of the electronic element 3 and the main surface 291 of the conductive member 29 to form the above-mentioned height. The difference is reduced. As a result, it is possible to suppress the contact between the first connecting member 71 and the first pad portion 611. That is, the electronic device A1 suppresses an unintended short circuit and improves reliability.
  • the main surface 291 of the conductive member 29 overlaps the electronic element 3 in the horizontal direction (orthogonal direction orthogonal to the z direction).
  • the orthogonal direction corresponds to a direction in which each conductive member 29 and each electronic element 3 conducting the conductive member 29 are arranged side by side in a plan view.
  • the entire first connecting member 71 is located above the first pad portion 611 (in the z2 direction), contact between the first connecting member 71 and the first pad portion 611 can be reliably avoided.
  • the linear portion 713 of the first connecting member 71 is lengthened so that the linear portion is sufficiently separated from the first pad portion 611 in the z direction.
  • the total length of the first connecting member 71 is increased, so that the inductance component is increased.
  • the resin member 8 is formed, the resin member 8 is pushed down by the poured mold resin, resulting in continuity such as disconnection or unintended short circuit. It causes a defect.
  • the configuration of the electronic device A1 is advantageous in suppressing an increase in the inductance component and suppressing a conduction failure.
  • the electronic element 3 is bonded to the first pad portion 611, and the back electrode 321 of the electronic element 3 and the first lead 61 are electrically connected to each other. Further, the second main surface electrode 312 of the electronic element 3 conducts to the second lead 62 via the plurality of second connecting members 72. According to this configuration, the path to the electronic element 3 through which a relatively large current flows can be configured by the first lead 61 and the second lead 62. This is advantageous because the allowable current amount can be increased as compared with the case where the current path to the electronic element 3 is configured by the wiring unit 2. That is, the electronic device A1 can be highly integrated while ensuring the allowable current for the electronic element 3.
  • the two first leads 61 have higher thermal conductivity than the substrate 1. As a result, it is possible to suppress a decrease in the amount of heat radiated from each electronic element 3. In particular, since the electronic element 3 is mounted on the first pad portion 611 of the first lead 61, the heat from the electronic element 3 can be transferred to each first lead 61 more efficiently. Further, since each first lead 61 is exposed from the resin member 8, a conduction path from the outside to each electronic element 3 can be formed, and the heat dissipation characteristic from the electronic element 3 can be further improved. Further, since the substrate back surface 12 of the substrate 1 is exposed from the resin member 8 (resin back surface 82), the heat transferred from each electronic element 3 to the substrate 1 can be efficiently released to the outside.
  • the control device 40 includes a resin package 401 that covers the control element 4b. Instead, if the resin package that covers the control element 4b is not used, the high voltage and high current required for the shipping inspection cannot flow through the control element 4b. Therefore, it is necessary to wait for the shipping inspection until the finished product is provided with the resin member 8. In this case, if the control element 4b is determined to be a defective product by the shipping inspection, the entire finished product is discarded even if the parts other than the control element 4b are normal. On the other hand, in the control device 40, since the control element 4b is covered with the resin package 401, the high voltage and high current required for the shipping inspection can be passed. Therefore, it is possible to inspect the control device 40 before the finished product is produced, and if the control element 4b is a defective product, discard only the control device 40.
  • FIG. 10 is a plan view showing the electronic device A2, and the resin member 8 is shown by an imaginary line.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view taken along the line XI-XI of FIG.
  • the electronic device A2 unlike the electronic device A1, two electronic elements 3 are electrically connected. As will be described later, in the electronic device A2, the two electronic elements 3 are connected to each other to form a leg.
  • the electronic element 3a constitutes the upper arm circuit of the leg
  • the electronic element 3b constitutes the lower arm circuit of the leg.
  • the plurality of leads 6 include a plurality of third leads 63, a plurality of fourth leads 64, two input leads 65 and 66, an output lead 67, and a detection lead 68.
  • a part of each of the two input leads 65 and 66, the output lead 67 and the detection lead 68 is covered with the resin member 8, and the other part is exposed from the resin member 8.
  • the input lead 65 is supported by the resin member 8 and the substrate 1.
  • the input lead 65 includes a pad portion 651 and a terminal portion 652.
  • the pad portion 651 and the terminal portion 652 are electrically connected to each other.
  • the pad portion 651 is covered with a resin member 8.
  • the pad portion 651 is arranged on the main surface 11 of the substrate and overlaps the substrate 1 in a plan view.
  • the pad portion 651 is joined to the substrate main surface 11 by, for example, a joining material (not shown).
  • a metal layer may be provided between the pad portion 651 and the substrate main surface 11.
  • the metal layer is formed of, for example, the same material as the wiring portion 2. As a result, the wiring portion 2 and the metal layer can be formed collectively.
  • An electronic element 3a is mounted on the pad portion 651.
  • the pad portion 651 and the back surface electrode 321 (drain electrode) of the electronic element 3a are conductively bonded to each other by a conductive bonding material (not shown).
  • the conductive bonding material is, for example, solder, metal paste, or sintered metal.
  • the element back surface 32 of the electronic element 3a faces the pad portion 651.
  • the terminal portion 652 is exposed from the resin member 8.
  • the terminal portion 652 is bent in the z2 direction at a position separated from the resin member 8 by a predetermined distance.
  • the terminal portion 652 is an external terminal of the electronic device A2. Since the pad portion 651 conducts to the back electrode 321 of the electronic element 3a, the drain current of the electronic element 3a flows through the terminal portion 652.
  • the input lead 66 is supported by the resin member 8.
  • the input lead 66 includes a pad portion 661 and a terminal portion 662. In the input lead 66, the pad portion 661 and the terminal portion 662 are electrically connected to each other.
  • the pad portion 661 is covered with the resin member 8.
  • the pad portion 661 does not overlap the substrate 1 in a plan view.
  • a plurality of second connecting members 72 are joined to the pad portion 661, respectively.
  • Each of the second connecting members 72 joined to the pad portion 661 is also joined to the second main surface electrode 312 of the electronic element 3b.
  • the pad portion 661 conducts to the second main surface electrode 312 (source electrode) of the electronic element 3b via each of the second connecting members 72.
  • the terminal portion 662 is exposed from the resin member 8.
  • the terminal portion 662 is bent in the z2 direction at a position separated from the resin member 8 by a predetermined distance.
  • the terminal portion 662 is an external terminal of the electronic device A2. Since the pad portion 661 conducts to the second main surface electrode 312 (source electrode) of the electronic element 3b, the source current of the electronic element 3b flows through the terminal portion 662.
  • the output lead 67 is supported by the resin member 8 and the substrate 1.
  • the output lead 67 includes a pad portion 671 and a terminal portion 672. In the output lead 67, the pad portion 671 and the terminal portion 672 are electrically connected to each other.
  • the pad portion 671 is covered with the resin member 8.
  • the pad portion 671 is arranged on the main surface 11 of the substrate and overlaps the substrate 1 in a plan view.
  • the pad portion 671 is joined to the substrate main surface 11 by a joining material (not shown).
  • a metal layer may be provided between the pad portion 671 and the substrate main surface 11.
  • the metal layer is formed of, for example, the same material as the wiring portion 2. With this, the wiring portion 2 and the metal layer can be formed collectively.
  • An electronic element 3b is mounted on the pad portion 671.
  • the pad portion 671 and the back surface electrode 321 (drain electrode) of the electronic element 3b are conductively bonded to each other by a conductive bonding material (not shown).
  • the conductive bonding material is, for example, solder, metal paste, or sintered metal.
  • the element back surface 32 of the electronic element 3b faces the pad portion 671.
  • a plurality of second connecting members 72 are joined to the pad portion 671 respectively. Each of the second connecting members 72 joined to the pad portion 671 is also joined to the second main surface electrode 312 of the electronic element 3a. As a result, the pad portion 671 conducts to the second main surface electrode 312 (source electrode) of the electronic element 3a via each of the second connecting members 72.
  • the terminal portion 672 is exposed from the resin member 8.
  • the terminal portion 672 is bent in the z2 direction at a position separated from the resin member 8 by a predetermined distance.
  • the terminal portion 672 is an external terminal of the electronic device A2. Since the pad portion 671 conducts to the back surface electrode 321 (drain electrode) of the electronic element 3b, the drain current of the electronic element 3b flows through the terminal portion 672. Further, since the pad portion 671 conducts to the second main surface electrode 312 (source electrode) of the electronic element 3a, the source current of the electronic element 3a flows through the terminal portion 672.
  • a power supply voltage is applied between the two input leads 65 and 66.
  • the input lead 65 is a positive electrode (P terminal), and the input lead 66 is a negative electrode (N terminal).
  • the power supply voltage input between the two input leads 65 and 66 is converted into AC power (voltage) by each switching operation of the two electronic elements 3a and 3b.
  • the AC power is output from the output lead 67.
  • the two input leads 65 and 66 are the input terminals of the power supply voltage
  • the output leads 67 are the output terminals of the AC power voltage-converted by the two electronic elements 3a and 3b.
  • the detection lead 68 is supported by the resin member 8 and the substrate 1.
  • the detection lead 68 includes a pad portion 681 and a terminal portion 682. In the detection lead 68, the pad portion 681 and the terminal portion 682 are electrically connected to each other.
  • the pad portion 681 is covered with the resin member 8.
  • the pad portion 681 is arranged on the main surface 11 of the substrate and overlaps the substrate 1 in a plan view.
  • the pad portion 681 is joined to the substrate main surface 11 by a joining material (not shown).
  • a metal layer may be provided between the pad portion 681 and the substrate main surface 11.
  • the metal layer is formed of, for example, the same material as the wiring portion 2. As a result, the wiring portion 2 and the metal layer can be formed collectively.
  • One of a plurality of passive elements 5 is joined to the pad portion 681.
  • the shunt resistor 5b is joined to the pad portion 681.
  • the shunt resistor 5b is arranged so as to straddle the pad portion 671 (output lead 67) and the pad portion 681 (detection lead 68), and is conductively bonded to the pad portion 671 and the pad portion 681, respectively.
  • the current flowing through the output lead 67 is divided by the shunt resistor 5b and transmitted to the pad portion 681.
  • the terminal portion 682 is exposed from the resin member 8.
  • the terminal portion 682 is bent in the z2 direction at a position separated from the resin member 8 by a predetermined distance.
  • the terminal portion 682 is an external terminal of the electronic device A2. Since the pad portion 681 conducts to the pad portion 671 via the shunt resistor 5b, the current diverted from the output lead 67 flows through the terminal portion 682.
  • the electronic device A2 includes a plurality of fifth connecting members 75.
  • Each fifth connecting member 75 is a bonding wire like the first connecting member 71 to the fourth connecting member 74.
  • Each fifth connecting member 75 is formed of, for example, Au, Cu or Al.
  • the wiring portion 2 conducting to the fourth lead 64 is conducting to the wiring portion 2 conducting to the thermistor 5a via the fifth connecting member 75.
  • the electronic device A2 also includes a wiring portion 2 formed on the main surface 11 of the substrate, similarly to the electronic device A1. Then, similarly to the electronic device A1, the wiring unit 2 transmits a control signal (for example, a drive signal) for controlling the electronic element 3, and constitutes a transmission path of the control signal. Therefore, the electronic device A2 can be made thinner and denser in the transmission path, and can be highly integrated.
  • a control signal for example, a drive signal
  • the electronic device A2 can reduce the inductance component and suppress the generation of noise. Further, since the electronic device A2 is provided with the conductive member 29, the contact between the first connecting member 71 and the first pad portion 611 can be suppressed, and the reliability can be improved.
  • the electronic device according to the present disclosure is not limited to the above-described embodiment.
  • the specific configuration of each part of the electronic device of the present disclosure can be freely redesigned.
  • the disclosure includes embodiments described in the appendix below.
  • Appendix 1. A substrate having a substrate main surface and a substrate back surface separated from each other in the thickness direction, An electronic device having an element main surface and having a first main surface electrode formed on the element main surface, A wiring unit formed on the main surface of the substrate and transmitting a control signal for controlling the electronic element, and a wiring unit.
  • a conductive member having a main surface and a back surface separated from each other in the thickness direction, and the back surface is joined to the wiring portion.
  • the first lead includes a first pad portion separated from the wiring portion and to which the electronic element is bonded.
  • Appendix 2. The electronic device according to Appendix 1, wherein the first pad portion has a dimension in the thickness direction larger than that of the wiring portion.
  • Appendix 3. When viewed in the thickness direction, the conductive member and the electronic element are arranged along an orthogonal direction orthogonal to the thickness direction.
  • the electronic device according to Appendix 2 wherein the main surface of the conductive member overlaps the electronic element when viewed in the orthogonal direction.
  • Appendix 4. The electronic device according to Appendix 3, wherein the main surface of the conductive member overlaps the element main surface when viewed in the orthogonal direction.
  • Appendix 5. The electronic device according to any one of Supplementary note 1 to Supplementary note 4, wherein the first connecting member is a wire.
  • Appendix 7. The electronic element has an element back surface opposite to the element main surface, and has an element back surface.
  • control signal includes a drive signal for controlling the drive of the electronic element.
  • Appendix 12. The electronic device according to Appendix 11, further comprising a third connecting member joined to the control element and the wiring portion.
  • Appendix 13. The electronic device according to Appendix 12, wherein the third connecting member is a wire.
  • Appendix 14. It further comprises a conductive third lead that is separated from the first lead and the second lead.
  • the electronic device according to any one of Appendix 11 to Appendix 13, wherein the third lead is joined to the wiring portion and conducts to the control element via the wiring portion.
  • a resin member that covers at least a part of the substrate, the wiring portion, the conduction member, the electronic element, the control element, and the first connection member is further provided.
  • Appendix 16. The electronic device according to Appendix 15, wherein the back surface of the substrate is exposed from the resin member.
  • Appendix 17. The electronic device according to any one of Supplementary note 1 to Supplementary note 16, wherein the first pad portion overlaps the substrate when viewed in the thickness direction.
  • Appendix 18 The electronic device according to any one of Supplementary note 1 to Supplementary note 17, wherein the conductive member contains Cu.
  • Appendix 19 The electronic device according to any one of Supplementary note 1 to Supplementary note 18, wherein the substrate contains ceramics.
  • Appendix 20. The electronic device according to any one of Supplementary note 1 to Supplementary note 19, wherein the electronic element is a power transistor.

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Abstract

電子装置は、厚さ方向において相互に離間した基板主面および基板裏面を有する基板と、素子主面を有し、前記素子主面に第1主面電極が形成された電子素子と、前記基板主面上に形成され、前記電子素子を制御するための制御信号を伝送する配線部と、前記厚さ方向において互いに離間した主面および裏面を有し、前記裏面が前記配線部に接合された導通部材と、前記基板主面上に配置された導電性の第1リードと、前記導電部材の前記主面と前記第1主面電極とに接合された第1接続部材と、を備える。前記第1リードは、前記配線部から離間し且つ前記電子素子が接合された第1パッド部を含む。前記配線部と前記第1主面電極とは、前記導通部材および前記第1接続部材を介して互いに導通する。

Description

電子装置
 本開示は、電子装置に関する。
 種々の電子装置の一つとして、IPM(Intelligent Power Module)と称されるものがある。この電子装置は、電子素子と、制御素子と、リードフレームと、を備えている(特許文献1参照)。電子素子は、電力制御を行うパワー半導体素子である。制御素子は、電子素子を制御する。リードフレームは、電子素子および制御素子を支持するとともに、これら素子のための導通経路を提供する。
特開2020-4893号公報
 一般に、制御素子に入力されるあるいは制御素子から出力される制御信号の数が増えるほど、制御素子につながる導通経路の数を増やす必要がある。しかしながら、電子装置の高集積化に伴い、小さいスペースに導通経路を従来のように金属製のリードフレームによって構成することが困難となる。実際、リードフレームは、金型を用いたプレス加工やエッチングによって形成・加工されるため、細線化や高密度化が困難である。
 上記事情に鑑み、本開示は、より高集積化が可能な電子装置を提供することを一の課題とする。
 本開示の一の側面によって提供される電子装置は、厚さ方向において相互に離間した基板主面および基板裏面を有する基板と、素子主面を有し、前記素子主面に第1主面電極が形成された電子素子と、前記基板主面上に形成され、前記電子素子を制御するための制御信号を伝送する配線部と、前記厚さ方向において互いに離間した主面および裏面を有し、前記裏面が前記配線部に接合された導通部材と、前記基板主面上に配置された導電性の第1リードと、前記導電部材の前記主面と前記第1主面電極とに接合された第1接続部材と、を備えている。前記第1リードは、前記配線部から離間し且つ前記電子素子が接合された第1パッド部を含む。前記配線部と前記第1主面電極とは、前記導通部材および前記第1接続部材を介して互いに導通する。
 本開示の電子装置によれば、従来よりも高集積化が可能となる。
第1実施形態の電子装置を示す斜視図である。 第1実施形態の電子装置を示す平面図である。 第1実施形態の電子装置を示す平面図であって、樹脂部材を想像線で示している。 第1実施形態の電子装置を示す底面図である。 第1実施形態の電子装置を示す側面図(左側面図)である。 図3のVI-VI線に沿う断面図である。 図3のVII-VII線に沿う断面図である。 図7の一部を拡大した要部拡大断面図である。 図3のIX-IX線に沿う断面図である。 第2実施形態の電子装置を示す平面図であって、樹脂部材を想像線で示している。 図10のXI-XI線に沿う断面図である。
 本開示の電子装置の好ましい実施の形態について、図面を参照して以下に説明する。
 図1~図9は、第1実施形態にかかる電子装置A1を示している。電子装置A1は、基板1、配線部2、2つの電子素子3、2つの制御素子4、複数の受動素子5、複数のリード6、複数の第1接続部材71、複数の第2接続部材72、複数の第3接続部材73および樹脂部材8を備えている。複数のリード6は、複数の第1リード61、複数の第2リード62、複数の第3リード63および複数の第4リード64を含んでいる。電子装置A1は、たとえば、IPM(Intelligent Power Module)であるが、本開示はこれに限定されない。電子装置A1は、エアーコンディショナやモータ制御機器などの用途に用いられる。
 図1は、電子装置A1を示す斜視図である。図2は、電子装置A1を示す平面図である。図3は、図2に対応する平面図であり、樹脂部材8を想像線(二点鎖線)で示している。図4は、電子装置A1を示す底面図である。図5は、電子装置A1を示す側面図(左側面図)である。図6は、図3のVI-VI線に沿う断面図である。図7は、図3のVII-VII線に沿う断面図である。図8は、図7の一部を拡大した要部拡大断面図である。図9は、図3のIX-IX線に沿う断面図である。図9においては、第1接続部材71および第3接続部材73を省略している。
 説明の便宜上、互いに直交する3つの方向(x方向、y方向、z方向)を参照する。z方向は、電子装置A1の厚さ方向に対応する。x方向およびy方向は、電子装置A1の平面図(たとえば図3)に含まれる。x方向における2つの向きを区別する際には、一方をx1方向といい、他方をx2方向という。y1方向およびy2方向、ならびにz1方向およびz2方向についても同様である。とする。本開示では、z方向に(沿って)見た場合のことを「平面視」という語を用いて言い表すこともある。
 図4および図6等から分かるように、基板1は、x方向あるいはy方向の寸法に比べてz方向の寸法(厚さ)が相対的に小さい形状である。図示の例では、基板1は、平面視において、x方向に長い矩形状である。基板1の厚さは、たとえば0.1mm以上1.0mm以下であるが、本開示がこれに限定されるわけではない。基板1の各寸法(長さ、幅、厚さ)は、特に限定されない。基板1は、絶縁性の材料からなる。また、基板1の材料としては、たとえば樹脂部材8よりも熱伝導率が高い材料が好ましい。たとえば、基板1は、セラミックから形成される。セラミックの例としては、アルミナ(Al23)、窒化ケイ素(SiN)、窒化アルミニウム(AlN)、ジルコニア入りアルミナなどがある。
 基板1は、基板主面11および基板裏面12を有する。基板主面11および基板裏面12は、z方向に互いに離間する。基板主面11は、z2方向を向き、基板裏面12は、z1方向を向く。基板主面11および基板裏面12はそれぞれ、z方向に直交する平坦面であるが、本開示はこれに限定されない。基板主面11には、配線部2が形成されており、かつ、複数の第1リード61、複数の第3リード63および複数の電子部品が搭載されている。複数の電子部品には、2つの電子素子3および2つの制御素子4が含まれている。基板裏面12は、樹脂部材8から露出する。基板主面11および基板裏面12はそれぞれ、たとえば平面視矩形状である。基板1の平面視形状は限定されない。
 配線部2は、基板主面11上に形成されている。配線部2は、導電性材料からなる。配線部2の構成材料は、たとえば銀(Ag)あるいはAg合金(たとえばAg-PtやAgPdなど)である。当該構成材料は、AgまたはAg合金の代わりに、銅(Cu)あるいはCu合金、または、金(Au)あるいはAu合金などでもよい。配線部2は、上記構成材料を含むペースト材を印刷した後、当該ペースト材を焼成することによって形成されるが、本開示はこれに限定されない。配線部2は、各制御素子4への導通経路である。配線部2には、各電子素子3を制御するための各種制御信号が流れる。制御信号は、駆動信号や検出信号などを含む。駆動信号は、電子素子3の駆動を制御するための信号である。検出信号は、電子素子3の動作状態(たとえば電圧値や電流値など)を検出するための信号である。
 配線部2は、図3に示すように、複数のパッド部21および複数の接続配線22を含む。複数のパッド部21はそれぞれ、平面視矩形状である。複数のパッド部21は、互いに離間している。複数のパッド部21は、他の部品が接合される部分である。電子装置A1では、複数のパッド部21には、複数の導通部材29、複数の制御素子4、複数の受動素子5、複数の第3リード63、複数の第4リード64および複数の第3接続部材73が接合されている。複数の接続配線22は、電子装置A1の導通経路が所望の回路構成となるように、複数のパッド部21間を接続する。
 複数の導通部材29はそれぞれ、たとえば直方体状のブロック材であり、平面視矩形状である。各導通部材29は、たとえばCuで形成される。Cuに代えて、他の導電性材料を用いてもよい。たとえば、Cu以外の金属であってもよいし、不純物がドープされ、電気伝導率が高められた半導体材料(たとえばSiなど)であってもよい。
 複数の導通部材29はそれぞれ、主面291および裏面292を有する。主面291および裏面292は、z方向に互いに離間している。主面291は、z2方向を向き、裏面292は、z1方向を向く。主面291および裏面292はそれぞれ、z方向に直交する平坦面であるが、本開示はこれに限定されない。主面291には、第1接続部材71が接合されている。これにより、導通部材29は、第1接続部材71に導通する。
 各導通部材29と、当該導通部材29に導通する電子素子3とは、z方向に直交する直交方向に並んでいる。図3に示す例では、当該直交方向は、平面視においてこれらを導通させる第1接続部材71が延びる方向に相当する。主面291は、たとえば、当該直交方向に見て、電子素子3に重なる。導通部材29の厚さ(z方向の寸法)は、配線部2の厚さと第1リード61の厚さとの差よりも大きい。好ましくは、主面291は、電子素子3の主面(上述の素子主面31)に重なる。主面291は、z方向において、各電子素子3よりも上方(z2方向)に位置していてもよい。
 各導通部材29は、導電性接合材(図示略)により、各パッド部21(配線部2)に接合されている。当該導電性接合材としては、たとえば、はんだ、金属ペースト(銀ペーストまたは銅ペーストなど)あるいは焼結金属(焼結銀など)が用いられる。各導通部材29が各パッド部21に接合された状態において、裏面292は、各パッド部21に対向する。各導通部材29と各パッド部21との接合方法は、超音波接合やレーザ接合など、他の手法であってもよい。図3に示す例では、各導通部材29は、平面視において、当該導通部材29が接合されたパッド部21よりも大きい。これに代えて、導通部材29がパッド部21と同じ大きさ(実質的に同じである場合を含む)であってもよいし、当該パッド部21よりも小さくてもよい。
 2つの電子素子3はそれぞれ、各第1リード61(第1パッド部611)の上に配置されている。2つの電子素子3を区別する場合、一方を電子素子3aとし、他方を電子素子3bとする。各電子素子3は、たとえば電力を制御するパワートランジスタである。各電子素子3は、たとえばSiC(炭化シリコン)基板からなるMOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)である。なお、各電子素子3は、SiC基板に変えてSi基板からなるMOSFETであってもよく、たとえばIGBT素子を含んでいてもよい。あるいは、GaN(窒化ガリウム)を含むMOSFETであってもよい。電子装置A1は、2つの電子素子3を備えているが、電子素子3の数は限定されず、電子装置A1に求められる要求に応じて適宜変更される。
 各電子素子3は、素子主面31および素子裏面32を有する。素子主面31および素子裏面32は、z方向に互いに離間している。素子主面31は、z2方向を向き、素子裏面32は、z1方向を向く。素子主面31および素子裏面32はそれぞれ、平坦であるが、本開示はこれに限定されない。各電子素子3において、素子主面31には、第1主面電極311および第2主面電極312が形成されている。第1主面電極311と第2主面電極312とは互いに離間している。平面視において、第2主面電極312は、第1主面電極311よりも大きい。各第1主面電極311には、各第1接続部材71の一端が接合されている。各第2主面電極312には、各第2接続部材72の一端が接合されている。各電子素子3において、素子裏面32には、裏面電極321が形成されている。裏面電極321は、素子裏面32の全面(あるいは実質的に全面)に形成されている。各裏面電極321は、第1リード61(第1パッド部611)に接合されている。各電子素子3がMOSFETで構成された例において、第1主面電極311は、たとえばゲート電極であり、第2主面電極312は、たとえばソース電極であり、裏面電極321は、たとえばドレイン電極である。
 電子素子3aは、制御素子4(後述の制御素子4a)から第1主面電極311に駆動信号が入力され、入力された駆動信号に応じてスイッチング動作を行う(すなわち、導通状態と遮断状態とが切り替わる)。導通状態では、裏面電極321(ドレイン電極)から第2主面電極312(ソース電極)に電流が流れ、遮断状態では、このような電流は流れない。
 電子素子3bも、電子素子3aと同様に、制御素子4(後述の制御素子4b)から第1主面電極311に駆動信号が入力され、入力された駆動信号に応じて導通状態と遮断状態とが切り替わる。
 2つの保護素子39はそれぞれ、各電子素子3に逆電圧が印加されることを防ぐためのものである。各保護素子39は、たとえばダイオードである。各保護素子39は、各第1リード61(第1パッド部611)上に配置されている。各保護素子39は、各電子素子3と逆並列に接続されている。保護素子39は、主面電極391および裏面電極392を含む。主面電極391は、保護素子39の主面(z2方向を向く面)に形成され、裏面電極392は、保護素子39の裏面(z1方向を向く面)に形成されている。主面電極391には、各第2接続部材72が接合されており、各第2接続部材72を介して、主面電極391と第2主面電極312とが導通する。裏面電極392は、各第1リード61に接合されており、各第1リード61を介して、裏面電極392と裏面電極321とが導通する。各保護素子39がダイオードである場合、主面電極391はアノード電極であり、裏面電極392はカソード電極である。電子装置A1は、保護素子39を備えていなくてもよい。
 2つの制御素子4はそれぞれ、各電子素子3の駆動を制御する。各制御素子4はそれぞれ、基板主面11上に配置されている。2つの制御素子4を区別する場合、一方を制御素子4aとし、他方を制御素子4bとする。
 制御素子4aは、電子素子3aの駆動を制御する。制御素子4aは、電子素子3aの第1主面電極311(ゲート電極)に駆動信号(たとえばゲート電圧)を入力することで、電子素子3aのスイッチング動作を制御する。制御素子4aには、複数の第3接続部材73のそれぞれが接合されている。制御素子4aは、各第3接続部材73、配線部2、導通部材29および第1接続部材71を介して、電子素子3aの第1主面電極311に導通する。よって、制御素子4aから出力される駆動信号は、各第3接続部材73、配線部2、導通部材29および第1接続部材71を介して、電子素子3aの第1主面電極311に入力される。図9に示すように、制御素子4aの上面(z2方向を向く面)は、各電子素子3の素子主面31よりもz1方向に位置する。制御素子4aの上面は、z方向において、たとえば後述の第1パッド部611の上面(z2方向を向く面)と同じ(または実質的に同じ)位置にある。
 制御素子4bは、電子素子3bの駆動を制御する。制御素子4bは、電子素子3bの第1主面電極311(ゲート電極)に駆動信号(たとえばゲート電圧)を入力することで、電子素子3bのスイッチング動作を制御する。本実施形態では、制御素子4bは、樹脂パッケージ401および複数の接続端子402とともに、制御装置40を構成している。制御装置40は、SOP(Small Outline Package)タイプのパッケージである。制御装置40のパッケージタイプは、SOPタイプに限定されず、例えばQFP(Quad Flat Package)タイプ、SOJ(Small Outline J-lead Package)タイプ、QFN(Quad Flatpack No Lead)タイプ、SON(Small-Outline No Lead)タイプ等の他のタイプのパッケージであってもよい。樹脂パッケージ401は、たとえばエポキシ樹脂からなり、制御素子4bを覆う。複数の接続端子402は、樹脂パッケージ401から突き出ており、樹脂パッケージ401の内部において制御素子4bに導通する。制御素子4bは、各接続端子402が、導電性接合材(たとえばはんだ、金属ペーストあるいは焼結金属など)を介して、各パッド部21(配線部2)に導通接合されている。制御素子4bは、配線部2、導通部材29および第1接続部材71を介して、電子素子3aの第1主面電極311に導通する。よって、制御素子4bから出力される駆動信号は、配線部2、導通部材29および第1接続部材71を介して、電子素子3bの第1主面電極311に入力される。
 複数の受動素子5はそれぞれ、基板1の基板主面11上に配置されており、各パッド部21(配線部2)に接合されている。複数の受動素子5は、たとえば、抵抗、コンデンサ、コイル、ダイオードなどである。複数の受動素子5には、サーミスタ5aが含まれている。
 サーミスタ5aは、配線部2の2個のパッド部21に導通接合されている。各パッド部21はそれぞれが、配線部2を介して、互いに異なる2つの第3リード63に導通する。サーミスタ5aは、当該2つの第3リード63の間に電圧が印加されることで、周囲の温度に応じた電流を出力する。
 複数のリード6はそれぞれ、金属を含む材料から構成されている。好ましくは、各リード6は、基板1よりも熱伝導率が高い。各リード6は、たとえば銅(Cu)、アルミニウム、鉄(Fe)、無酸素銅、またはこれらの合金(たとえば、Cu-Sn合金、Cu-Zr合金、Cu-Fe合金等)から構成される。各リード6の表面には、めっき(たとえばニッケルめっき)が施されていてもよい。複数のリード6は、たとえば、金型を金属板に押し付けるプレス加工により形成されていてもよいし、金属板をエッチングすることにより形成されてもよい。各リード6の厚さ(z方向の寸法)は特に限定されないが、たとえば0.4mm以上0.8mm以下である。複数のリード6は互いに離間している。各リード6は、樹脂部材8に覆われた部分と、樹脂部材8から露出する部分とを含む。
 複数の第1リード61はそれぞれ、樹脂部材8および基板1により支持される。各第1リード61は、第1パッド部611および第1端子部612を含む。各第1リード61において、第1パッド部611と第1端子部612とは導通する。
 各第1パッド部611は、樹脂部材8に覆われている。各第1パッド部611は、基板1の基板主面11上に配置されており、平面視において、基板1に重なる。各第1パッド部611は、接合材(図示略)により、基板主面11に接合されている。各第1パッド部611と基板1との接合強度を高めるために、各第1パッド部611が接合される基板主面11上に金属層を設けてもよい。当該金属層は、配線部2と同じ材料にすることで、配線部2の形成とともに、当該金属層も一括して形成できる。
 各第1パッド部611には、一対の電子素子3および保護素子39が搭載されている。各第1パッド部611には、導電性接合材(図示略)により、各電子素子3の裏面電極321(ドレイン電極)および各保護素子39の裏面電極392(カソード電極)が導通接合されている。当該導電性接合材は、たとえば、はんだ、金属ペースト、あるいは焼結金属である。これより、各電子素子3の裏面電極321と各保護素子39の裏面電極392とが導通する。各電子素子3の素子裏面32および各保護素子39の裏面(z1方向を向く面)は、各第1パッド部611に対向している。図8に示すように、各第1パッド部611の厚さ(z方向の寸法)T2は、配線部2の厚さ(z方向の寸法)T1よりも大きい。
 各第1端子部612は、樹脂部材8から露出する。各第1端子部612は、z2方向に屈曲している。各第1端子部612は、電子装置A1の外部端子である。各第1パッド部611が各電子素子3の裏面電極321に導通することから、各第1端子部612には、各電子素子3のドレイン電流が流れる。
 複数の第2リード62はそれぞれ、樹脂部材8により支持される。各第2リード62は、第2パッド部621および第2端子部622を含む。各第2リード62において、第2パッド部621と第2端子部622とは導通する。
 各第2パッド部621は、樹脂部材8に覆われている。各第2パッド部621は、平面視において、基板1に重ならない。各第2パッド部621には、複数の第2接続部材72がそれぞれ接合されている。各第2パッド部621に接合された各第2接続部材72は、各電子素子3の第2主面電極312に接合されている。これにより、各第2パッド部621は、各第2接続部材72を介して、各電子素子3の第2主面電極312(ソース電極)に導通する。
 各第2端子部622は、樹脂部材8から露出する。各第2端子部622は、z2方向に屈曲している。各第2端子部622は、電子装置A1の外部端子である。第2パッド部621が各電子素子3の第2主面電極312(ソース電極)に導通することから、第2端子部622には、各電子素子3のソース電流が流れる。
 複数の第3リード63はそれぞれ、樹脂部材8および基板1により支持される。各第3リード63は、第3パッド部631および第3端子部632を含む。各第3リード63において、第3パッド部631と第3端子部632とは導通する。
 各第3パッド部631は、樹脂部材8に覆われている。各第3パッド部631は、基板1の基板主面11上に配置されており、平面視において、基板1に重なる。各第3パッド部631は、導電性接合材(図示略)により、配線部2の各パッド部21に導通接合されている。各第3パッド部631が接合された各パッド部21は、各接続配線22を介して、各制御素子4に導通する。よって、各第3パッド部631は、配線部2を介して、各制御素子4に導通する。
 各第3端子部632は、樹脂部材8から露出する。各第3端子部632は、z2方向に屈曲している。各第3端子部632は、電子装置A1の外部端子である。各第3パッド部631が各制御素子4に導通することから、各第3端子部632は、各制御素子4への各種制御信号の入力端子あるいは各制御素子4からの各種制御信号の出力端子である。
 複数の第4リード64はそれぞれ、樹脂部材8および基板1により支持される。各第4リード64は、第4パッド部641および第4端子部642を含む。各第4リード64において、第4パッド部641と第4端子部642とは導通する。
 各第4パッド部641は、樹脂部材8に覆われている。各第4パッド部641は、基板1の基板主面11上に配置されており、平面視において、基板1に重なる。各第4パッド部641は、導電性接合材(図示略)により、配線部2の各パッド部21に導通接合されている。各第4パッド部641が接合された各パッド部21は、各接続配線22を介して、各サーミスタ5aに導通する。よって、各第4パッド部641は、配線部2を介して、各サーミスタ5aに導通する。
 各第4端子部642は、樹脂部材8から露出する。各第4端子部642は、z2方向に屈曲している。各第4端子部642は、x方向に見て、各第3端子部632に重なる。各第4端子部642は、電子装置A1の外部端子である。各第4パッド部641がサーミスタ5aに導通することから、各第4端子部642は、温度検出端子である。
 図3に示す例では、2つの電子素子3のそれぞれに対して、1つの第1リード61および1つの第2リード62が設けられている。つまり、電子装置A1は、2つの第1リード61と2つの第2リード62とを備えている。電子素子3の数が増えるほど、第1リード61の数および第2リード62の数も増える。同様に、電子装置A1は、4つの第4リード64を備えている(2つのサーミスタ5aのそれぞれに対して、2つの第4リード64が設けられている)。
 複数の第1接続部材71、複数の第2接続部材72、複数の第3接続部材73、および、第4接続部材74はそれぞれ、互いに離間する2つの部材を導通させる。図示の例では、複数の第1接続部材71、複数の第2接続部材72、複数の第3接続部材73、および、第4接続部材74はそれぞれ、ワイヤ(ボンディングワイヤ)である。
 複数の第1接続部材71はそれぞれ、各電子素子3の第1主面電極311(ゲート電極)と各導通部材29の主面291とに接合され、各電子素子3の第1主面電極311と導通部材29とを導通させる。各第1接続部材71は、たとえばAuにより構成されるが、CuやAlによって構成されてもよい。各第1接続部材71の線径および第1接続部材71の本数は、図3に示す例に限定されない。
 各第1接続部材71は、一対の接合部711,712および線状部713を含む。接合部711は、第1主面電極311に接合される部位である。接合部712は、導通部材29の主面291に接合される部位である。線状部713は、一対の接合部711,712を繋ぐ部位である。線状部713は、一対の接合部711,712のそれぞれから延びている。
 各第1接続部材71は、たとえば、接合部711が接合部712よりも先に形成される。図7および図8に示す例では、各第1接続部材71は、キャピラリを用いたワイヤボンディング装置によって形成されている。具体的には、接合部711はボールボンディングにより形成され、接合部712はステッチボンディングにより形成される。接合部711が「先行ボンディング部」の一例であり、接合部712が「後行ボンディング部」の一例である。本実施形態と異なり、接合部712が接合部711よりも先に形成されてもよい。この場合、接合部712がボールボンディングにより形成され、接合部711がステッチボンディングにより形成される。また、各第1接続部材71は、キャピラリの代わりにウェッジツールを用いたワイヤボンディング装置によって形成されてもよい。この場合、接合部711および接合部712はそれぞれ、ウェッジボンディングによって形成される。
 複数の第2接続部材72はそれぞれ、電子素子3の第2主面電極312(ソース電極)と、第2リード62の第2パッド部621とに接合され、第2主面電極312と第2リード62とを導通させる。複数の第2接続部材72はそれぞれ、電子素子3の第2主面電極312(ソース電極)と、保護素子39の主面電極391(アノード電極)とに接合され、第2主面電極312と主面電極391とを導通させる。各第2接続部材72は、たとえばAl、Cu、またはAuからなるが、本開示はこれに限定されない。各第2接続部材72の線径および第2接続部材72の本数は、図3に示す例に限定されない。
 各第2接続部材72は、図6に示すように、一対の接合部721,722、中間接合部723および2つの線状部724を含む。接合部721は、第2主面電極312に接合される部位である。接合部722は、第2リード62の第2パッド部621に接合される部位である。中間接合部723は、保護素子39の主面電極391に接合される部位である。2つの線状部724の一方は、接合部721と中間接合部723とを繋ぐ部位であり、他方は、接合部722と中間接合部723とを繋ぐ部位である。
 図3および図6に示す例では、1つの第2接続部材72によって、第2主面電極312(電子素子3)と主面電極391(保護素子39)と第2パッド部621(第2リード62)とが互いに導通しているが、本開示はこれに限定されない。たとえば、各第2接続部材72の代わりに、第2主面電極312と主面電極391とを導通させるワイヤと、主面電極391と第2パッド部621とを導通させるワイヤとを別々に設けてもよい。各第2接続部材72の代わりに、第2主面電極312と第2パッド部621とを導通させるワイヤと、第2主面電極312と主面電極391とを導通させるワイヤとを設けてもよい。
 複数の第3接続部材73はそれぞれ、制御素子4aと配線部2の各パッド部21とに接合され、制御素子4と配線部2とを導通させる。各第3接続部材73は、たとえばAu、Cu、Alからなる。各第3接続部材73の線径および第3接続部材73の本数は、図3に示す例に限定されない。
 第4接続部材74は、電子素子3bの第2主面電極312と導通部材29の主面291とに接合され、第2主面電極312と導通部材29とを導通させる。この導通部材29は配線部2に導通することから、配線部2には、電子素子3bの第2主面電極312に流れる電流(たとえばソース電流)を検出するための検出信号が伝送される。第4接続部材74は、たとえばAu、CuまたはAlからなる。第4接続部材74の線径は、図3に示す例に限定されない。また、複数の第4接続部材74を使用してもよい。第4接続部材74は、各第1接続部材71と同様に、第2主面電極312に接合される部位が主面291に接合される部位よりも先に形成される。これらの形成順序は反対であってもよい。第4接続部材74は、キャピラリを用いたワイヤボンディング装置によって形成されてもよいし、ウェッジツールを用いたワイヤボンディング装置によって形成されてもよい。
 樹脂部材8は、基板1(基板裏面12を除く)、配線部2、2つの電子素子3、2つの制御素子4(制御装置40)、複数の受動素子5、複数のリード6の一部ずつ、複数の第1接続部材71、複数の第2接続部材72、複数の第3接続部材73および第4接続部材74を覆っている。樹脂部材8の構成材料としては、たとえばエポキシ樹脂、シリコーンゲルなどの絶縁材料が採用される。樹脂部材8は、たとえばモールド成形により形成される。
 樹脂部材8は、樹脂主面81、樹脂裏面82および複数の樹脂側面831~834を有する。樹脂主面81および樹脂裏面82は、z方向に互いに離間している。樹脂主面81は、z2方向を向き、樹脂裏面82は、z1方向を向く。樹脂主面81および樹脂裏面82はそれぞれz方向に直交する平坦面であるが、本開示はこれに限定されない。樹脂裏面82からは、基板裏面12が露出している。本実施形態では、図6、図7および図9に示すように、基板裏面12と樹脂裏面82とは、面一であるが、本開示はこれに限定されない。複数の樹脂側面831~834はそれぞれ、樹脂主面81および樹脂裏面82に繋がる。2つの樹脂側面831,832は、x方向に互いに離間している。樹脂側面831は、x1方向を向き、樹脂側面832は、x2方向を向く。2つの樹脂側面833,834は、y方向に互いに離間している。樹脂側面833は、y1方向を向き、樹脂側面834は、y2方向を向く。図示の例では、各樹脂側面831~834は、z方向の中央(あるいは中央付近)で屈曲しているが、本開示はこれに限定されない。たとえば、各樹脂側面831~834は、全体として平坦であってもよいし、所定の曲率をもって湾曲していてもよい。
 電子装置A1では、複数の第1リード61および複数の第2リード62はそれぞれ、樹脂側面833から突き出ており、複数の第3リード63および複数の第4リード64はそれぞれ、樹脂側面834から突き出ている。すなわち、各電子素子3に導通する電力用の端子と、各制御素子4に導通する制御信号用の端子とは、互いに反対側の側面から突き出ている。
 以下、電子装置A1の作用効果について説明する。
 電子装置A1は、基板1(基板主面11)に形成された配線部2を備える。配線部2は、各電子素子3を制御するための制御信号(たとえば駆動信号)を伝送する経路を構成する。詳細には、たとえば、電子素子3に対する駆動信号は、制御素子4から出力され、配線部2、導通部材29および第1接続部材71を介して、第1主面電極311に入力される。配線部2は、たとえば、基板1に銀ペーストを所定のパターンで印刷した後に、これを焼成することにより形成される。この構成によると、金属のリードフレームによって伝送経路を構成する場合と異なり、当該伝送経路の細線化や高密度化を図ることが可能である。したがって、電子装置A1では、高集積化が可能となる。
 電子装置A1は、配線部2に導通する導通部材29を備えている。また、第1接続部材71を用いて、電子素子3(の第1主面電極311)と導通部材29(の主面291)とを導通させている。一般に、ボンディングワイヤで構成された第1接続部材71は、インダクタンス成分が相対的に大きく、ノイズの発生原因となりうる。これに対し、電子装置A1では、第1接続部材71を直接配線部2に接合するのではなく、ブロック材で構成された導通部材29(第1接続部材71よりも小さいインダクタンス成分を有する)に接合している。これにより、第1接続部材71の長さを短くする(すなわちインダクタンス成分を小さくする)ことができるので、ノイズの発生を抑制することが可能となる。
 比較のため、電子装置A1と異なり、導通部材29を設けない構成を想定する。この場合、たとえば図8の想像線(二点鎖線)で示すように、第1接続部材71’は、電子素子3の第1主面電極311と配線部2とに直接接続される。しかしながら、第1接続部材71’は、図8に示すように、第1パッド部611に接触しやすく、意図せぬ短絡を発生させる可能性がある。第1接続部材71’と第1パッド部611とが接触する一因は、第1主面電極311の上面(素子主面31)と、パッド部21の上面との高低差が大きいことにある。これに対し、電子装置A1では、導通部材29を設け、第1接続部材71を、電子素子3の第1主面電極311と導通部材29の主面291とに接合することで、上述の高低差を低減させている。その結果、第1接続部材71と第1パッド部611との接触を抑制することが可能となる。つまり、電子装置A1は、意図せぬ短絡を抑制し、信頼性が向上する。特に、電子装置A1では、導通部材29の主面291は、水平方向(z方向に直交する直交方向)において、電子素子3に重なる。当該直交方向は、平面視において、各導通部材29と当該導通部材29に導通する各電子素子3とが並ぶ方向に相当する。この場合、第1接続部材71の全体が、第1パッド部611よりも上方(z2方向)に位置するため、第1接続部材71と第1パッド部611との接触を確実に回避できる。
 導通部材29を設けることなく、第1接続部材71と第1パッド部611との接触を回避する手法として、たとえば次に示す代替手法が考えられる。それは、第1接続部材71の線状部713を長くして、z方向において当該線状部が第1パッド部611から十分離間するように構成することである。しかしながら、この代替手法では、第1接続部材71の全体長が大きくなるため、インダクタンス成分が増大してしまう。また、第1接続部材71の線径や構成材料(たとえばAuやCu)によっては、樹脂部材8の形成時において、流し込まれたモールド樹脂に押し倒されてしまい、断線や意図せぬ短絡などの導通不良の原因となる。このようなことに鑑みれば、電子装置A1の構成は、インダクタンス成分の増大を抑制し、かつ、導通不良を抑制する上で有利である。
 電子装置A1では、電子素子3は、第1パッド部611に接合されており、電子素子3の裏面電極321と第1リード61とが導通する。また、電子素子3の第2主面電極312は、複数の第2接続部材72を介して、第2リード62に導通する。この構成によれば、比較的大きな電流が流れる、電子素子3への経路を、第1リード61および第2リード62により構成できる。これは、電子素子3への電流経路を配線部2で構成する場合よりも、許容電流量を大きくすることができ、有利である。つまり、電子装置A1は、電子素子3への許容電流を確保しつつ、高集積化が可能となる。
 電子装置A1では、2つの第1リード61は、基板1よりも熱伝導率が高い。これにより、各電子素子3からの放熱量の低下を抑制することができる。特に電子素子3は、第1リード61の第1パッド部611上に搭載されていることから、電子素子3からの熱を各第1リード61へとより効率よく伝達できる。また、各第1リード61が樹脂部材8から露出していることにより、外部から各電子素子3への導通経路を構成するとともに、電子素子3からの放熱特性をより高めることができる。さらに、基板1の基板裏面12が、樹脂部材8(樹脂裏面82)から露出していることにより、各電子素子3から基板1に伝わった熱を、効率よく外部に放出することができる。
 電子装置A1において、制御装置40は、制御素子4bを覆う樹脂パッケージ401を備えている。これに代えて、制御素子4bを覆う樹脂パッケージを用いない場合には、出荷検査に必要な高電圧高電流を制御素子4bに流すことができない。そのため、出荷検査は、樹脂部材8を備えた完成品になるまで待つ必要がある。この場合、出荷検査で制御素子4bが不良品と判定されると、制御素子4b以外の部品が正常であっても、完成品全体を廃棄することになる。一方、制御装置40は、制御素子4bが樹脂パッケージ401によって覆われているので、出荷検査に必要な高電圧高電流を流すことができる。したがって、完成品ができる前に制御装置40の検査を行い、制御素子4bが不良品であれば、当該制御装置40のみを廃棄することが可能である。
 図10および図11を参照して、第2実施形態にかかる電子装置A2について説明する。図10は、電子装置A2を示す平面図であって、樹脂部材8を想像線で示している。図11は、図10のXI-XI線に沿う断面図である。
 図10に示すように、電子装置A2は、電子装置A1と異なり、2つの電子素子3が電気的に接続されている。後述するように、電子装置A2において、2つの電子素子3は、互いに接続されて、レグを構成する。電子素子3aは当該レグの上アーム回路を構成し、電子素子3bは、当該レグの下アーム回路を構成する。
 電子装置A2において、複数のリード6は、複数の第3リード63、複数の第4リード64、2つの入力リード65,66、出力リード67および検出リード68を含んでいる。2つの入力リード65,66、出力リード67および検出リード68は、各々の一部分が樹脂部材8に覆われ、他の部分が樹脂部材8から露出する。
 入力リード65は、樹脂部材8および基板1により支持される。入力リード65は、パッド部651および端子部652を含む。入力リード65において、パッド部651と端子部652とは互いに導通する。
 パッド部651は、樹脂部材8に覆われている。パッド部651は、基板主面11上に配置されており、平面視において、基板1に重なる。パッド部651は、たとえば接合材(図示略)により基板主面11に接合されている。パッド部651と基板1との接合強度を高めるために、パッド部651と基板主面11との間に金属層を設けてもよい。当該金属層は、たとえば、配線部2と同じ材料から形成される。これにより、配線部2および当該金属層を一括して形成できる。
 パッド部651には、電子素子3aが搭載されている。パッド部651と電子素子3aの裏面電極321(ドレイン電極)とは、導電性接合材(図示略)により、互いに導通接合されている。当該導電性接合材は、たとえば、はんだ、金属ペースト、あるいは焼結金属である。電子素子3aの素子裏面32は、パッド部651に対向している。
 端子部652は、樹脂部材8から露出する。端子部652は、樹脂部材8から所定距離だけ離れた箇所でz2方向に屈曲している。端子部652は、電子装置A2の外部端子である。パッド部651が電子素子3aの裏面電極321に導通することから、端子部652には、電子素子3aのドレイン電流が流れる。
 入力リード66は、樹脂部材8により支持される。入力リード66は、パッド部661および端子部662を含む。入力リード66において、パッド部661と端子部662とは互いに導通する。
 パッド部661は、樹脂部材8に覆われている。パッド部661は、平面視において、基板1に重ならない。パッド部661には、複数の第2接続部材72がそれぞれ接合されている。パッド部661に接合された各第2接続部材72は、電子素子3bの第2主面電極312にも接合されている。これにより、パッド部661は、各第2接続部材72を介して、電子素子3bの第2主面電極312(ソース電極)に導通する。
 端子部662は、樹脂部材8から露出する。端子部662は、樹脂部材8から所定距離だけ離れた箇所でz2方向に屈曲している。端子部662は、電子装置A2の外部端子である。パッド部661が電子素子3bの第2主面電極312(ソース電極)に導通することから、端子部662には、電子素子3bのソース電流が流れる。
 出力リード67は、樹脂部材8および基板1に支持される。出力リード67は、パッド部671および端子部672を含む。出力リード67において、パッド部671と端子部672とは互いに導通する。
 パッド部671は、樹脂部材8に覆われている。パッド部671は、基板主面11上に配置されており、平面視において基板1に重なる。パッド部671は、接合材(図示略)により基板主面11に接合されている。パッド部671と基板1との接合強度を高めるために、パッド部671と基板主面11との間に金属層を設けてもよい。当該金属層は、たとえば、配線部2と同じ材料から形成される。これにおり、配線部2および当該金属層を一括して形成できる。
 パッド部671には、電子素子3bが搭載されている。パッド部671と電子素子3bの裏面電極321(ドレイン電極)とは、導電性接合材(図示略)により、互いに導通接合されている。当該導電性接合材は、たとえば、はんだ、金属ペースト、あるいは焼結金属である。電子素子3bの素子裏面32は、パッド部671に対向している。また、パッド部671には、複数の第2接続部材72がそれぞれ接合されている。パッド部671に接合された各第2接続部材72は、電子素子3aの第2主面電極312にも接合されている。これにより、パッド部671は、各第2接続部材72を介して、電子素子3aの第2主面電極312(ソース電極)に導通する。
 端子部672は、樹脂部材8から露出する。端子部672は、樹脂部材8から所定距離だけ離間した箇所でz2方向に屈曲している。端子部672は、電子装置A2の外部端子である。パッド部671が電子素子3bの裏面電極321(ドレイン電極)に導通することから、端子部672には、電子素子3bのドレイン電流が流れる。また、パッド部671が電子素子3aの第2主面電極312(ソース電極)に導通することから、端子部672には、電子素子3aのソース電流が流れる。
 電子装置A2において、2つの入力リード65,66の間には、たとえば電源電圧が印加される。入力リード65は、正極(P端子)であり、入力リード66は、負極(N端子)である。2つの入力リード65,66の間に入力された電源電圧は、2つの電子素子3a,3bの各スイッチング動作により、交流電力(電圧)に変換される。当該交流電力は、出力リード67から出力される。このように、2つの入力リード65,66は、上記電源電圧の入力端子であり、出力リード67は、2つの電子素子3a,3bにより電圧変換された交流電力の出力端子である。
 検出リード68は、樹脂部材8および基板1により支持される。検出リード68は、パッド部681および端子部682を含む。検出リード68において、パッド部681と端子部682とは互いに導通する。
 パッド部681は、樹脂部材8に覆われている。パッド部681は、基板主面11上に配置されており、平面視において、基板1に重なる。パッド部681は、接合材(図示略)により、基板主面11に接合されている。パッド部681と基板1との接合強度を高めるために、パッド部681と基板主面11との間に金属層を設けてもよい。当該金属層は、たとえば、配線部2と同じ材料から形成される。これにより、配線部2および当該金属層は、一括して形成できる。
 パッド部681には、複数の受動素子5のうちの1つが接合される。図示の例では、シャント抵抗5bがパッド部681に接合されている。シャント抵抗5bは、パッド部671(出力リード67)とパッド部681(検出リード68)とに跨って配置されており、パッド部671およびパッド部681にそれぞれ導通接合されている。出力リード67に流れる電流がシャント抵抗5bにより分流されて、パッド部681に伝達される。
 端子部682は、樹脂部材8から露出する。端子部682は、樹脂部材8から所定距離だけ離れた箇所でz2方向に屈曲している。端子部682は、電子装置A2の外部端子である。パッド部681がシャント抵抗5bを介してパッド部671に導通することから、端子部682には、出力リード67から分流した電流が流れる。
 電子装置A2は、複数の第5接続部材75を備えている。各第5接続部材75は、第1接続部材71ないし第4接続部材74と同様に、ボンディングワイヤである。各第5接続部材75は、たとえばAu、CuまたはAlから形成される。第5接続部材75を介して、第4リード64に導通する配線部2が、サーミスタ5aに導通する配線部2と導通している。
 電子装置A2においても、電子装置A1と同様に、基板主面11上に形成された配線部2を備えている。そして、電子装置A1と同様に、配線部2は、電子素子3を制御するための制御信号(たとえば駆動信号)を伝送しており、当該制御信号の伝送経路を構成する。したがって、電子装置A2は、当該伝送経路の細線化や高密度化を図ることが可能であり、高集積化が可能となる。
 電子装置A2は、導通部材29を備えることにより、インダクタンス成分を小さくし、ノイズの発生を抑制できる。また、電子装置A2は、導通部材29を備えることにより、第1接続部材71と第1パッド部611との接触を抑制でき、信頼性の向上を図ることができる。
 本開示にかかる電子装置は、上述した実施形態に限定されるものではない。本開示の電子装置の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。本開示は、以下の付記に記載された実施形態を含む。
 付記1.
 厚さ方向において相互に離間した基板主面および基板裏面を有する基板と、
 素子主面を有し、前記素子主面に第1主面電極が形成された電子素子と、
 前記基板主面上に形成され、前記電子素子を制御するための制御信号を伝送する配線部と、
 前記厚さ方向において互いに離間した主面および裏面を有し、前記裏面が前記配線部に接合された導通部材と、
 前記基板主面上に配置された、導電性の第1リードと、
 前記導電部材の前記主面と前記第1主面電極とに接合された第1接続部材と、
を備えており、
 前記第1リードは、前記配線部から離間し且つ前記電子素子が接合された第1パッド部を含み、
 前記配線部と前記第1主面電極とは、前記導通部材および前記第1接続部材を介して互いに導通する、電子装置。
 付記2.
 前記第1パッド部は、前記厚さ方向の寸法が、前記配線部よりも大きい、付記1に記載の電子装置。
 付記3.
 前記厚さ方向に見て、前記導通部材および前記電子素子は、前記厚さ方向に直交する直交方向に沿って並んでおり、
 前記導電部材の前記主面は、前記直交方向に見て、前記電子素子に重なる、付記2に記載の電子装置。
 付記4.
 前記導電部材の前記主面は、前記直交方向に見て、前記素子主面に重なる、付記3に記載の電子装置。
 付記5.
 前記第1接続部材は、ワイヤである、付記1ないし付記4のいずれかに記載の電子装置。
 付記6.
 前記第1接続部材は、前記第1主面電極にボンディングされた先行ボンディング部と、前記導電部材の前記主面にボンディングされた後行ボンディング部と、を含む、付記5に記載の電子装置。
 付記7.
 前記電子素子は、前記素子主面とは反対側の素子裏面を有し、
 前記素子裏面には、前記第1パッド部に導通接合された裏面電極が形成されている、付記1ないし付記6のいずれかに記載の電子装置。
 付記8.
 前記第1リードから離間した、導電性の第2リードをさらに備えており、
 前記素子主面には、前記第1主面電極と離間し且つ前記第2リードに導通する第2主面電極が形成されている、付記7に記載の電子装置。
 付記9.
 前記第2リードと前記第2主面電極とに接合された第2接続部材をさらに備えている、付記8に記載の電子装置。
 付記10.
 前記第2接続部材は、ワイヤである、付記9に記載の電子装置。
 付記11.
 前記基板主面上に配置され且つ前記電子素子の駆動を制御する制御素子をさらに備え、
 前記制御信号は、前記電子素子の駆動を制御するための駆動信号を含む、付記8ないし付記10のいずれかに記載の電子装置。
 付記12.
 前記制御素子と前記配線部とに接合された第3接続部材をさらに備えている、付記11に記載の電子装置。
 付記13.
 前記第3接続部材は、ワイヤである、付記12に記載の電子装置。
 付記14.
 前記第1リードおよび前記第2リードから離間する、導電性の第3リードをさらに備えており、
 前記第3リードは、前記配線部に接合され、前記配線部を介して前記制御素子に導通する、付記11ないし付記13のいずれかに記載の電子装置。
 付記15.
 前記基板の少なくとも一部、前記配線部、前記導通部材、前記電子素子、前記制御素子、および前記第1接続部材を覆う樹脂部材をさらに備えており、
 前記第1リード、前記第2リードおよび前記第3リードの各々は、前記樹脂部材から露出する部分を有している、付記14に記載の電子装置。
 付記16.
 前記基板裏面は、前記樹脂部材から露出している、付記15に記載の電子装置。
 付記17.
 前記第1パッド部は、前記厚さ方向に見て前記基板に重なる、付記1ないし付記16のいずれかに記載の電子装置。
 付記18.
 前記導通部材は、Cuを含有する、付記1ないし付記17のいずれかに記載の電子装置。
 付記19.
 前記基板は、セラミックを含有する、付記1ないし付記18のいずれかに記載の電子装置。
 付記20.
 前記電子素子は、パワートランジスタである、付記1ないし付記19のいずれかに記載の電子装置。
A1,A2:電子装置     1:基板     11:基板主面
12:基板裏面     2:配線部     21:パッド部
22:接続配線     29:導通部材     
291:(導電部材の)主面
292:(導電部材の)裏面     3,3a,3b:電子素子
31:素子主面     311:第1主面電極     
312:第2主面電極
32:素子裏面     321:裏面電極     39:保護素子
391:主面電極     392:裏面電極    
4,4a,4b:制御素子
40:制御装置     401:樹脂パッケージ     
402:接続端子
5:受動素子     5a:サーミスタ     5b:シャント抵抗
6:リード     61:第1リード     611:第1パッド部
612:第1端子部     62:第2リード     
621:第2パッド部
622:第2端子部     63:第3リード     
631:第3パッド部
632:第3端子部     64:第4リード     
641:第4パッド部
642:第4端子部     65,66:入力リード
651,661:パッド部     652,662:端子部
67:出力リード     671:パッド部     672:端子部
68:検出リード     681:パッド部     682:端子部
71:第1接続部材     711:接合部     712:接合部
713:線状部     72:第2接続部材     721:接合部
722:接合部     723:中間接合部     724:線状部
73:第3接続部材     74:第4接続部材     
75:第5接続部材
8:樹脂部材     81:樹脂主面     82:樹脂裏面
831~834:樹脂側面

Claims (20)

  1.  厚さ方向において相互に離間した基板主面および基板裏面を有する基板と、
     素子主面を有し、前記素子主面に第1主面電極が形成された電子素子と、
     前記基板主面上に形成され、前記電子素子を制御するための制御信号を伝送する配線部と、
     前記厚さ方向において互いに離間した主面および裏面を有し、前記裏面が前記配線部に接合された導通部材と、
     前記基板主面上に配置された導電性の第1リードと、
     前記導電部材の前記主面と前記第1主面電極とに接合された第1接続部材と、
    を備えており、
     前記第1リードは、前記配線部から離間し且つ前記電子素子が接合された第1パッド部を含み、
     前記配線部と前記第1主面電極とは、前記導通部材および前記第1接続部材を介して互いに導通する、電子装置。
  2.  前記第1パッド部は、前記厚さ方向の寸法が、前記配線部よりも大きい、請求項1に記載の電子装置。
  3.  前記厚さ方向に見て、前記導通部材および前記電子素子は、前記厚さ方向に直交する直交方向に沿って並んでおり、
     前記導電部材の前記主面は、前記直交方向に見て、前記電子素子に重なる、請求項2に記載の電子装置。
  4.  前記導電部材の前記主面は、前記直交方向に見て、前記素子主面に重なる、請求項3に記載の電子装置。
  5.  前記第1接続部材は、ワイヤである、請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の電子装置。
  6.  前記第1接続部材は、前記第1主面電極にボンディングされた先行ボンディング部と、前記導電部材の前記主面にボンディングされた後行ボンディング部と、を含む、請求項5に記載の電子装置。
  7.  前記電子素子は、前記素子主面とは反対側の素子裏面を有し、
     前記素子裏面には、前記第1パッド部に導通接合された裏面電極が形成されている、請求項1ないし請求項6のいずれかに記載の電子装置。
  8.  前記第1リードから離間した、導電性の第2リードをさらに備えており、
     前記素子主面には、前記第1主面電極と離間し且つ前記第2リードに導通する第2主面電極が形成されている、請求項7に記載の電子装置。
  9.  前記第2リードと前記第2主面電極とに接合された第2接続部材をさらに備えている、請求項8に記載の電子装置。
  10.  前記第2接続部材は、ワイヤである、請求項9に記載の電子装置。
  11.  前記基板主面上に配置され且つ前記電子素子の駆動を制御する制御素子をさらに備え、
     前記制御信号は、前記電子素子の駆動を制御するための駆動信号を含む、請求項8ないし請求項10のいずれかに記載の電子装置。
  12.  前記制御素子と前記配線部とに接合された第3接続部材をさらに備えている、請求項11に記載の電子装置。
  13.  前記第3接続部材は、ワイヤである、請求項12に記載の電子装置。
  14.  前記第1リードおよび前記第2リードから離間する、導電性の第3リードをさらに備えており、
     前記第3リードは、前記配線部に接合され、前記配線部を介して前記制御素子に導通する、請求項11ないし請求項13のいずれかに記載の電子装置。
  15.  前記基板の少なくとも一部、前記配線部、前記導通部材、前記電子素子、前記制御素子、および前記第1接続部材を覆う樹脂部材をさらに備えており、
     前記第1リード、前記第2リードおよび前記第3リードの各々は、前記樹脂部材から露出する部分を有している、請求項14に記載の電子装置。
  16.  前記基板裏面は、前記樹脂部材から露出している、請求項15に記載の電子装置。
  17.  前記第1パッド部は、前記厚さ方向に見て前記基板に重なる、請求項1ないし請求項16のいずれかに記載の電子装置。
  18.  前記導通部材は、Cuを含有する、請求項1ないし請求項17のいずれかに記載の電子装置。
  19.  前記基板は、セラミックを含有する、請求項1ないし請求項18のいずれかに記載の電子装置。
  20.  前記電子素子は、パワートランジスタである、請求項1ないし請求項19のいずれかに記載の電子装置。
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