WO2021200337A1 - 電子装置 - Google Patents

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main surface
electronic device
pad portion
electrode
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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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    • H01L2924/191Disposition
    • H01L2924/19101Disposition of discrete passive components
    • H01L2924/19105Disposition of discrete passive components in a side-by-side arrangement on a common die mounting substrate

Definitions

  • This disclosure relates to electronic devices.
  • IPM Intelligent Power Module
  • Such an electronic device includes a semiconductor element, a control element, and a lead frame (see Patent Document 1).
  • the semiconductor element is a power semiconductor element that controls electric power.
  • the control element controls the drive of the semiconductor element.
  • the lead frame supports the semiconductor element and the control element, and forms a conduction path between them.
  • one issue of the present disclosure is to provide an electronic device capable of higher integration.
  • the electronic device includes an insulating substrate having a substrate main surface facing one side in the thickness direction, a wiring portion formed on the substrate main surface and made of a conductive material, and a substrate main surface.
  • the lead frame includes a first pad portion to which the first semiconductor element is bonded and a second pad portion to which the second semiconductor element is bonded.
  • the first pad portion and the second pad portion are arranged apart from the wiring portion and separated by a first separation region in the first direction orthogonal to the thickness direction.
  • the first control unit is separated from the lead frame when viewed in the thickness direction, and is the first separation region when viewed in a second direction orthogonal to the thickness direction and the first direction. Overlaps on.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line VII-VII of FIG.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line VIII-VIII of FIG.
  • the electronic device A1 includes an insulating substrate 1, a wiring unit 2, two semiconductor elements 31 and 32, a control unit 41, a plurality of passive elements 5, a lead frame 6, a plurality of connecting members 71 to 74, and a resin member 8. ..
  • the control unit 41 includes two control elements 4a and 4b.
  • the lead frame 6 includes a plurality of leads 61 to 64, 69, 60.
  • the electronic device A1 is, for example, an IPM (Intelligent Power Module), and is used for applications such as an air conditioner and a motor control device. Electronic device A1 is not limited to IPM.
  • 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 view showing the resin member 8 as an imaginary line (dashed-dotted line) in the plan view of FIG.
  • 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 a cross-sectional view taken along the line VIII-VIII of FIG.
  • the connecting members 71 and 72 are omitted.
  • FIG. 9 is a circuit diagram showing a circuit configuration of the electronic device A1.
  • the three directions orthogonal to each other are defined as the x direction, the y direction, and the z direction.
  • the z direction is the thickness direction of the electronic device A1.
  • the x direction is the left-right direction in the plan view of the electronic device A1 (see FIGS. 2 and 3).
  • the y direction is the vertical direction in the plan view of the electronic device A1 (see FIGS. 2 and 3).
  • One in the x direction is the x1 direction, and the other in the x direction is the x2 direction.
  • planar view means when viewed in the z direction.
  • the x direction is an example of the "first direction”
  • the y direction is an example of the "second direction”.
  • the insulating substrate 1 has a plate shape.
  • the plan-view shape of the insulating substrate 1 is not particularly limited, but is, for example, a rectangular shape long in the x direction.
  • the thickness (dimension in the z direction) of the insulating substrate 1 is not particularly limited, but is, for example, 0.1 mm or more and 1.0 mm or less.
  • the insulating substrate 1 is made of an insulating material. As the material of the insulating substrate 1, for example, a material having a higher thermal conductivity than the resin member 8 is preferable.
  • the material of the insulating substrate for example, ceramics such as alumina (Al 2 O 3 ), silicon nitride (SiN), aluminum nitride (AlN), and alumina containing zirconia are adopted.
  • alumina Al 2 O 3
  • SiN silicon nitride
  • AlN aluminum nitride
  • alumina containing zirconia alumina containing zirconia
  • the insulating 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 substrate main surface 11 and the substrate back surface 12 are flat surfaces orthogonal to the z direction, respectively.
  • a wiring portion 2 is formed on the main surface 11 of the substrate, and a lead frame 6 and a plurality of electronic components are mounted on the main surface 11.
  • the plurality of electronic components include two semiconductor elements 31 and 32 and a control unit 41 (control elements 4a and 4b).
  • the back surface 12 of the substrate is exposed from the resin member 8.
  • the back surface 12 of the substrate may be covered with the resin member 8.
  • the wiring portion 2 is formed on the main surface 11 of the substrate.
  • the wiring portion 2 is made of a conductive material.
  • As the constituent material copper (Cu) or Cu alloy, gold (Au), Au alloy, or the like may be adopted instead of Ag or Ag alloy.
  • the wiring portion 2 is formed by printing a paste material containing the above-mentioned constituent materials and then firing the paste material. The method for forming the wiring portion 2 is not limited to this, and may be appropriately changed depending on the constituent material to be used.
  • the wiring unit 2 is a conduction path to the control unit 41.
  • control signal includes a drive signal, a detection signal, and the like.
  • the drive signal is a signal for controlling the drive of each of the semiconductor elements 31 and 32.
  • the detection signal is a signal for detecting the operating state (for example, voltage value, current value, etc.) of each of the semiconductor elements 31 and 32. Further, the operating power of the control unit 41 is transmitted to the wiring unit 2.
  • the wiring unit 2 includes a plurality of pad units 21 and a plurality of connection wirings 22.
  • the shape of each of the plurality of pad portions 21 in a plan view is not particularly limited, but is, for example, a rectangular shape.
  • the plan view shape of each pad portion 21 may be a circular shape, an elliptical shape, a polygonal shape, or the like.
  • the plurality of pad portions 21 are separated from each other.
  • the plurality of pad portions 21 are portions to which other components are appropriately joined.
  • the control unit 41 control elements 4a, 4b
  • the plurality of passive elements 5 the plurality of leads 69, 60
  • the plurality of connecting members 71, 73, 74 are joined to the plurality of pad units 21.
  • 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, for example, the circuit configuration shown in FIG. In the wiring portion 2, each arrangement and each shape of the plurality of pad portions 21 and the plurality of connection wirings 22 are not limited to the illustrated examples.
  • the two semiconductor elements 31 and 32 are, for example, power transistors that control electric power.
  • Each of the semiconductor elements 31 and 32 is, for example, a MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor) made of a SiC (silicon carbide) substrate.
  • the semi-conductor elements 31 and 32 may be MOSFETs made of a Si substrate instead of the SiC substrate, and may include, for example, an IGBT element. Further, it may be a MOSFET containing GaN (gallium nitride).
  • the semiconductor element 31 is arranged on the lead 61 (pad portion 611 described later), and the semiconductor element 32 is arranged on the lead 62 (pad portion 621 described later).
  • each of the semiconductor elements 31 and 32 overlaps the insulating substrate 1 and the lead frame 6 in a plan view, but is separated from the wiring portion 2.
  • the two semiconductor elements 31 and 32 are arranged in the x direction.
  • the semiconductor element 31 is an example of the "first semiconductor element”
  • the semiconductor element 32 is an example of the "second semiconductor element”.
  • the semiconductor element 31 has an element main surface 31a (first element main surface) and an element back surface 31b (first element back surface).
  • the element main surface 31a and the element back surface 31b are separated from each other in the z direction.
  • the element main surface 31a faces the z2 direction, and the element back surface 31b faces the z1 direction.
  • the element main surface 31a and the element back surface 31b are flat, respectively.
  • the element main surface 31a and the element back surface 31b are substantially orthogonal to each other in the z direction.
  • the semiconductor element 31 includes a control electrode 311 (first control electrode), a main surface electrode 312 (first main surface electrode), and a back surface electrode 313 (first back surface electrode).
  • the control electrode 311 and the main surface electrode 312 are formed on the element main surface 31a, respectively.
  • the control electrode 311 and the main surface electrode 312 are separated from each other and insulated from each other.
  • the main surface electrode 312 is larger than the control electrode 311.
  • a connecting member 71 is joined to the control electrode 311.
  • a plurality of connecting members 72 are joined to the main surface electrode 312.
  • the back surface electrode 313 is formed on the back surface 31b of the element.
  • the back surface electrode 313 extends over substantially the entire surface of the back surface 31b of the element.
  • the back surface electrode 313 is joined to the lead 61 (pad portion 611 described later).
  • the control electrode 311 is, for example, a gate electrode
  • the main surface electrode 312 is, for example, a source electrode
  • the back surface electrode 313 is, for example, a drain electrode.
  • the semiconductor element 32 has an element main surface 32a (second element main surface) and an element back surface 32b (second element back surface).
  • the element main surface 32a and the element back surface 32b are separated from each other in the z direction.
  • the element main surface 32a faces the z2 direction, and the element back surface 32b faces the z1 direction.
  • the element main surface 32a and the element back surface 32b are flat, respectively.
  • the element main surface 32a and the element back surface 32b are substantially orthogonal to each other in the z direction.
  • the semiconductor element 32 includes a control electrode 321 (second control electrode), a main surface electrode 322 (second main surface electrode), and a back surface electrode 323 (second back surface electrode).
  • the control electrode 321 and the main surface electrode 322 are each formed on the element main surface 32a.
  • the control electrode 321 and the main surface electrode 322 are separated from each other and insulated from each other.
  • the main surface electrode 322 is larger than the control electrode 321.
  • a connecting member 71 is joined to the control electrode 321.
  • a plurality of connecting members 72 are joined to the main surface electrode 322.
  • the back surface electrode 323 is formed on the back surface 32b of the element.
  • the back surface electrode 323 extends over substantially the entire surface of the back surface 32b of the element.
  • the back surface electrode 323 is joined to the lead 62 (pad portion 621 described later).
  • the control electrode 321 is, for example, a gate electrode
  • the main surface electrode 322 is, for example, a source electrode
  • the back surface electrode 323 is, for example, a drain electrode.
  • a first drive signal is input from the control unit 41 (control element 4a) to the control electrode 311 (gate electrode), and the conduction state and the cutoff state are switched according to the input first drive signal.
  • the operation of switching between the conduction state and the cutoff state is called a switching operation.
  • a second drive signal is input from the control unit 41 (control element 4b) to the control electrode 321 (gate electrode) of the semiconductor element 32, and the conduction state and the cutoff state are switched according to the input second drive signal.
  • the semiconductor element 32 is in the conductive state, a current flows from the back surface electrode 323 (drain electrode) to the main surface electrode 322 (source electrode), and when the semiconductor element 32 is in the cutoff state, this current does not flow.
  • the two protective elements 39A and 39B are for preventing a reverse voltage from being applied to the semiconductor elements 31 and 32, respectively.
  • the protective element 39A is arranged on the lead 61 (pad portion 611 described later) together with the semiconductor element 31.
  • the protective element 39B is arranged on the lead 62 (pad portion 621 described later) together with the semiconductor element 32.
  • a diode is adopted as the protection elements 39A and 39B.
  • the protection element 39A is connected to the semiconductor element 31 in antiparallel
  • the protection element 39B is connected to the semiconductor element 32 in antiparallel.
  • the two protective elements 39A and 39B include a main surface electrode 391 and a back surface electrode 392, respectively.
  • the main surface electrode 391 is formed on the main surface (plane facing the z2 direction) of each of the protective elements 39A and 39B.
  • the back surface electrode 392 is formed on the back surface (the surface facing the z1 direction) of each of the protective elements 39A and 39B.
  • a plurality of connecting members 72 are joined to the main surface electrode 391.
  • the main surface electrode 391 of the protective element 39A and the main surface electrode 312 of the semiconductor element 31 are electrically connected to each other via a plurality of connecting members 72.
  • the main surface electrode 391 of the protective element 39B and the main surface electrode 322 of the semiconductor element 32 are electrically connected to each other via a plurality of connecting members 72.
  • the back electrode 392 of the protective element 39A is joined to the lead 61 and conducts to the back electrode 313 of the semiconductor element 31 via the lead 61.
  • the back surface electrode 392 of the protective element 39B is joined to the lead 62, and conducts to the back surface electrode 323 of the semiconductor element 32 via the lead 62.
  • the main surface electrode 391 is an anode electrode and the back surface electrode 392 is a cathode electrode.
  • the electronic device A1 does not have to include the two protective elements 39A and 39B.
  • the control unit 41 controls the drive of each of the semiconductor elements 31 and 32.
  • the control unit 41 operates the semiconductor element 31 as an upper arm (first upper arm) and the semiconductor element 32 as a lower arm (first lower arm).
  • the control unit 41 is arranged on the main surface 11 of the substrate. As shown in FIG. 3, the control unit 41 does not overlap the lead frame 6 and is separated from the lead frame 6 in a plan view.
  • the control unit 41 includes a control element 4a (first control element) and a control element 4b (second control element).
  • the control unit 41 is an example of the “first control unit”.
  • the control element 4a controls the drive of the semiconductor element 31. Specifically, the control element 4a controls the switching operation of the semiconductor element 31 by inputting a first drive signal (for example, a gate voltage) to the control electrode 311 (gate electrode) of the semiconductor element 31. The control element 4a generates a first drive signal that operates the semiconductor element 31 as an upper arm.
  • the control element 4a constitutes the control device 40 together with the resin package 401 and the plurality of connection terminals 402.
  • the control device 40 is, for example, 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 4a.
  • the plurality of connection terminals 402 protrude from the resin package 401 and conduct with the control element 4a 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.) (not shown).
  • the control element 4a conducts to the control electrode 311 of the semiconductor element 31 via the wiring portion 2 and the connecting member 71. Therefore, the drive signal output from the control element 4a is input to the control electrode 311 of the semiconductor element 31 via the wiring unit 2 and the connecting member 71.
  • the control element 4b controls the drive of the semiconductor element 32. Specifically, the control element 4b controls the switching operation of the semiconductor element 32 by inputting a second drive signal (for example, a gate voltage) to the control electrode 321 (gate electrode) of the semiconductor element 32. The control element 4b generates a second drive signal that operates the semiconductor element 32 as a lower arm.
  • a second drive signal for example, a gate voltage
  • the control element 4b generates a second drive signal that operates the semiconductor element 32 as a lower arm.
  • Each of the plurality of connecting members 73 is joined to the control element 4b.
  • the control element 4b conducts to the control electrode 321 of the semiconductor element 32 via the connecting member 73, the wiring portion 2, and the connecting member 71. Therefore, the drive signal output from the control element 4b is input to the control electrode 321 of the semiconductor element 32 via the connection member 73, the wiring unit 2, and the connection member 71.
  • each of the plurality of passive elements 5 is arranged on the substrate main surface 11 of the insulating substrate 1.
  • Each passive element 5 is joined to each pad portion 21 (wiring portion 2) and conducts to the 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, for example, a plurality of thermistors 5a and a plurality of resistors 5b.
  • Each of the plurality of thermistors 5a is arranged so as to straddle the two pad portions 21 of the wiring portion 2. Each thermistor 5a is conductively bonded to the two pad portions 21. Each of the pad portions 21 conducts to two leads 60 different from each other via the wiring portion 2. Each thermistor 5a outputs a current corresponding to the ambient temperature by applying a voltage between the two leads 60.
  • Each of the plurality of resistors 5b is arranged so as to straddle the two pad portions 21 of the wiring portion 2.
  • Each resistor 5b is conductively joined to the two pad portions 21.
  • one pad portion 21 conducts to the control elements 4a and 4b, and the other pad portion 21 is connected to each semiconductor via each connecting member 71. It conducts to the control electrodes 311, 321 of the elements 31 and 32.
  • each resistor 5b is, for example, a gate resistor.
  • the lead frame 6 is configured to include a metal material.
  • the lead frame 6 has a higher thermal conductivity than the insulating substrate 1.
  • Each constituent material of the lead frame 6 is, 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.). Will be adopted.
  • Each surface of the lead frame 6 may be appropriately nickel-plated.
  • the lead frame 6 may be formed by, for example, pressing a mold against a metal plate, or by etching the metal plate.
  • the thickness of each lead frame 6 (dimension in the z direction) is not particularly limited, but is larger than the thickness of the wiring portion 2 (dimension in the z direction).
  • Each thickness of the lead frame 6 is, for example, 0.4 mm or more and 0.8 mm or less.
  • the lead frames 6 are separated from each other.
  • the lead frame 6 includes a plurality of leads 61 to 64, 69, 60.
  • Each of the plurality of leads 61 to 64, 69, 60 includes a portion covered with the resin member 8 and a portion exposed from the resin member 8.
  • the two leads 61 and 62 are supported by the resin member 8 and supported by the insulating substrate 1, respectively.
  • the lead 61 includes a pad portion 611 and a terminal portion 612.
  • the pad portion 611 and the terminal portion 612 are connected to each other.
  • the lead 62 includes a pad portion 621 and a terminal portion 622.
  • the pad portion 621 and the terminal portion 622 are connected to each other.
  • the lead 61 is an example of the "first lead”
  • the lead 62 is an example of the "second lead".
  • Each pad portion 611, 621 is covered with a resin member 8.
  • Each of the pad portions 611 and 621 is arranged on the substrate main surface 11 of the insulating substrate 1 and overlaps with the insulating substrate 1 in a plan view.
  • Each pad portion 611, 621 has, for example, a rectangular shape in a plan view.
  • Each pad portion 611, 621 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 the pad portions 611 and 621 are 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 semiconductor element 31 and a protection element 39A are mounted on the pad portion 611.
  • the back electrode 313 (drain electrode) of the semiconductor element 31 and the back electrode 392 (cathode electrode) of the protective element 39A are bonded to the pad portion 611 by a conductive bonding material (not shown).
  • a conductive bonding material for example, solder, metal paste, sintered metal, or the like is adopted.
  • the back electrode 313 of the semiconductor element 31 and the back electrode 392 of the protection element 39A become conductive.
  • the element back surface 31b of the semiconductor element 31 and the back surface of the protection element 39A face the pad portion 611.
  • the pad portion 611 is an example of the “first pad portion”.
  • a semiconductor element 32 and a protective element 39B are mounted on the pad portion 621.
  • the back electrode 323 (drain electrode) of the semiconductor element 32 and the back electrode 392 (cathode electrode) of the protective element 39B are bonded to the pad portion 621 by a conductive bonding material (not shown).
  • a conductive bonding material for example, solder, metal paste, sintered metal, or the like is adopted.
  • the back electrode 323 of the semiconductor element 32 and the back electrode 392 of the protection element 39B become conductive.
  • the element back surface 32b of the semiconductor element 32 and the back surface of the protection element 39B face the pad portion 621.
  • the pad portion 621 is an example of the “second pad portion”.
  • Each terminal portion 612,622 is exposed from the resin member 8. Each terminal portion 612,622 is bent in the z2 direction. Each terminal portion 612,622 is an external terminal of the electronic device A1. Since the pad portion 611 conducts to the back surface electrode 313 (drain electrode) of the semiconductor element 31, the drain current of the semiconductor element 31 flows through the terminal portion 612. Further, since the pad portion 621 conducts to the back surface electrode 323 (drain electrode) of the semiconductor element 32, the drain current of the semiconductor element 32 flows through the terminal portion 622.
  • the terminal portion 612 is an example of the “first terminal portion”, and the terminal portion 622 is an example of the “second terminal portion”.
  • the two leads 63 and 64 are supported by the resin member 8, respectively.
  • the lead 63 includes a pad portion 631 and a terminal portion 632.
  • the pad portion 631 and the terminal portion 632 are connected to each other.
  • the lead 64 includes a pad portion 641 and a terminal portion 642.
  • the pad portion 641 and the terminal portion 642 are connected to each other.
  • the lead 63 is an example of the “third lead”, and the lead 64 is an example of the “fourth lead”.
  • Each pad portion 631, 641 is covered with a resin member 8.
  • the pad portions 631, 641 do not overlap the insulating substrate 1 in a plan view.
  • a plurality of connecting members 72 are joined to each of the pad portions 631, 641.
  • Each connecting member 72 joined to the pad portion 631 is also joined to the main surface electrode 322 of each semiconductor element 32.
  • the pad portion 631 conducts to the main surface electrode 322 (source electrode) of the semiconductor element 32 via each connecting member 72.
  • Each connecting member 72 joined to the pad portion 641 is also joined to the main surface electrode 312 of each semiconductor element 31.
  • the pad portion 641 conducts to the main surface electrode 312 (source electrode) of the semiconductor element 31 via each connecting member 72.
  • Each terminal portion 632, 642 is exposed from the resin member 8. Each terminal portion 632, 642 is bent in the z2 direction. Each terminal portion 632, 642 is an external terminal of the electronic device A1. Since the pad portion 631 conducts to the main surface electrode 322 (source electrode) of the semiconductor element 32, the source current of the semiconductor element 32 flows through the terminal portion 632. Further, since the pad portion 641 conducts to the main surface electrode 312 (source electrode) of the semiconductor element 31, the source current of the semiconductor element 31 flows through the terminal portion 642.
  • Each of the plurality of leads 69 is supported by the resin member 8 and is supported by the insulating substrate 1.
  • Each lead 69 includes a pad portion 691 and a terminal portion 692, as shown in FIG. In each lead 69, the pad portion 691 and the terminal portion 692 are connected to each other.
  • Each pad portion 691 is covered with a resin member 8.
  • the pad portion 691 is arranged on the substrate main surface 11 of the insulating substrate 1 and overlaps with the insulating substrate 1 in a plan view.
  • Each pad portion 691 is joined to each pad portion 21 of the wiring portion 2 by a conductive bonding material (not shown).
  • Each pad portion 21 to which each pad portion 691 is joined conducts to each of the control elements 4a and 4b (control unit 41) via each connection wiring 22. Therefore, each pad unit 691 conducts to each of the control elements 4a and 4b (control unit 41) via the wiring unit 2.
  • Each terminal portion 692 is exposed from the resin member 8. Each terminal portion 692 is bent in the z2 direction. Each terminal portion 692 is an external terminal of the electronic device A1. Since each pad unit 691 conducts to the control elements 4a and 4b (control unit 41), the terminal unit 692 is an input terminal for various control signals to the control unit 41 or an output terminal for various control signals from the control unit 41. Alternatively, it is an input terminal for the operating power of each of the control elements 4a and 4b.
  • Each of the plurality of leads 60 is supported by the resin member 8 and is supported by the insulating substrate 1.
  • Each lead 60 conducts to each thermistor 5a.
  • two leads 60 are provided for each of the two thermistors 5a. That is, the electronic device A1 includes four leads 60.
  • each lead 60 includes a pad portion 601 and a terminal portion 602. In each lead 60, the pad portion 601 and the terminal portion 602 are conductive.
  • Each pad portion 601 is covered with a resin member 8. Each pad portion 601 is arranged on the substrate main surface 11 of the insulating substrate 1 and overlaps with the insulating substrate 1 in a plan view. Each pad portion 601 is joined to each pad portion 21 of the wiring portion 2 by a conductive bonding material (not shown). Each pad portion 21 to which each pad portion 601 is joined conducts to one of the two thermistors 5a via each connection wiring 22. Therefore, each pad portion 601 conducts to each thermistor 5a via the wiring portion 2.
  • Each terminal portion 602 is exposed from the resin member 8. Each terminal portion 602 is bent in the z2 direction. Each terminal portion 602 overlaps each terminal portion 692 when viewed in the x direction. Each terminal portion 602 is an external terminal of the electronic device A1. Since each pad portion 601 conducts to the thermistor 5a, each terminal portion 602 is a temperature detection terminal.
  • the pad portion 611 and the pad portion 621 are arranged so as to be separated from the first separation region S1 in the x direction.
  • the "region" is a concept including a three-dimensional expanse, and whether or not an object exists in the expanse is not limited.
  • the control unit 41 is arranged in the first separation region S1. Therefore, as shown in FIG. 8, all of the control unit 41 overlaps the first separation region S1 when viewed in the y direction. Further, as shown in FIG. 3, all of the control units 41 overlap the first separation region S1 when viewed in the x direction.
  • the lead frame 6 does not exist in the first separation region S1.
  • some passive elements 5 are also arranged in the first separation region S1.
  • the plurality of connecting members 71 to 74 each conduct two members separated from each other.
  • Each of the plurality of connecting members 71 to 74 is a bonding wire.
  • a plate-shaped lead member may be used instead of the bonding wire, as appropriate.
  • the plurality of connecting members 71 are joined to the control electrodes 311, 321 (gate electrodes) of the semiconductor elements 31 and 32 and the pad portions 21, respectively, and each of the control electrodes 311, 321 and each. It is made conductive with the pad portion 21.
  • Each pad portion 21 to which each connecting member 71 is joined conducts to any one of the two control elements 4a and 4b (control unit 41) via each connecting wiring 22.
  • As the constituent material of each connecting member 71 for example, Au is adopted, but Cu or Al may be adopted.
  • the wire diameter and the number of connecting members 71 are not limited to the example shown in FIG.
  • the plurality of connecting members 72 are joined to the main surface electrodes 312 and 322 (source electrodes) of the semiconductor elements 31 and 32 and the pad portions 641 and 631 of the leads 64 and 64, respectively.
  • the main surface electrodes 312 and 322 and the pad portions 641 and 631 are made conductive.
  • the one bonded to the main surface electrode 312 of the semiconductor element 31 and the pad portion 641 of the lead 64 is a protective element 39A in the intermediate portion thereof, as shown in FIGS. 3 and 6. It is also bonded to the main surface electrode 391.
  • the main surface electrode 312 (source electrode) of the semiconductor element 31 and the main surface electrode 391 (anode electrode) of the protection element 39A are electrically connected.
  • the one bonded to the main surface electrode 322 of the semiconductor element 32 and the pad portion 631 of the lead 63 is the main part of the protective element 39B in the intermediate portion thereof, as shown in FIG. It is also joined to the surface electrode 391.
  • the main surface electrode 322 (source electrode) of the semiconductor element 32 and the main surface electrode 391 (anode electrode) of the protection element 39B are electrically connected.
  • the constituent material of each connecting member 72 for example, Al or Cu is adopted, but Au may be adopted.
  • the wire diameter and the number of the plurality of connecting members 72 are not limited to the example shown in FIG.
  • the main surface electrode 312 semiconductor element 31
  • the main surface electrode 391 protection element 39A
  • the pad portion 641 lead 64
  • the connecting member 72 the wire that conducts the main surface electrode 312 and the main surface electrode 391 of the protective element 39A and the wire that conducts the main surface electrode 391 of the protective element 39A and the pad portion 641 are separately separated. It may be provided in.
  • a wire for conducting the main surface electrode 312 and the pad portion 641 and a wire for conducting the main surface electrode 312 and the main surface electrode 391 of the protective element 39A may be separately provided. good. The same applies to the connecting member 72 that conducts the main surface electrode 322 (semiconductor element 32), the main surface electrode 391 (protective element 39B), and the pad portion 631 (lead 63).
  • each of the plurality of connecting members 73 is joined to the control element 4a and each pad portion 21 of the wiring portion 2 to conduct the control element 4a and the wiring portion 2.
  • the constituent material of each connecting member 73 for example, Au is adopted, but Cu or Al may be adopted.
  • the wire diameter and the number of the plurality of connecting members 73 are not limited to the example shown in FIG.
  • the connecting member 74 is joined to the main surface electrode 322 of the semiconductor element 32 and the pad portion 21, and makes the main surface electrode 322 and the pad portion 21 conductive. As a result, a detection signal for detecting the current (for example, the source current) flowing through the main surface electrode 322 of the semiconductor element 32 is transmitted to the wiring unit 2.
  • the constituent material of the connecting member 74 for example, Au is adopted, but Cu or Al may be adopted.
  • the wire diameter and the number of connecting members 74 are not limited to the example shown in FIG. Unlike the illustrated example, a connecting member 74 joined to the main surface electrode 312 of the semiconductor element 31 and the pad portion 21 may be further provided.
  • the resin member 8 includes an insulating substrate 1 (excluding the back surface 12 of the substrate), wiring portions 2, two semiconductor elements 31, 32, a control unit 41, a plurality of passive elements 5, a part of a lead frame 6, and a plurality of connections. It covers members 71 to 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
  • 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.
  • the back surface 12 of the substrate is exposed from the back surface 82 of the resin.
  • each of the resin side surfaces 831 to 834 is composed of a surface whose central portion in the z direction is bent, but may be a flat surface that is not bent.
  • the plurality of leads 61 to 64 each protrude from the resin side surface 833, and the plurality of leads 69 each protrude from the resin side surface 834. Therefore, the electric power terminal conducting on the semiconductor elements 31 and 32 and the control signal terminal conducting on the control unit 41 (control elements 4a and 4b) project from the side surfaces opposite to each other.
  • the electronic device A1 includes an insulating substrate 1 and a wiring portion 2 formed on the substrate main surface 11.
  • the wiring unit 2 transmits a control signal (for example, a first drive signal or a second drive signal) for controlling the semiconductor elements 31 and 32, and constitutes a transmission path for the control signal.
  • the drive signal for controlling the drive of each of the semiconductor elements 31 and 32 is output from the control unit 41 (control elements 4a and 4b), and the control electrodes 311 and 311 are output via the wiring unit 2 and each connection member 71. It is input to 321.
  • the wiring portion 2 is formed by, for example, printing a silver paste and then firing the silver paste. According to this configuration, it is possible to make the transmission path thinner and denser than in the case where the transmission path of the control signal is configured by, for example, a metal lead frame. Therefore, the electronic device A1 can be highly integrated.
  • the pad portion 611 to which the semiconductor element 31 is bonded and the pad portion 621 to which the semiconductor element 32 is bonded are arranged so as to be separated from the first separation region S1 in the x direction.
  • the control unit 41 that controls each of the semiconductor elements 31 and 32 overlaps with the first separation region S1 when viewed in the y direction. According to this configuration, it is possible to reduce the difference between the distance from the control unit 41 to the semiconductor element 31 and the distance from the control unit 41 to the semiconductor element 32.
  • the first drive signal input from the control unit 41 (control element 4a) to the semiconductor element 31 (control electrode 311) and the input from the control unit 41 (control element 4b) to the semiconductor element 32 (control electrode 321) are input. It is possible to reduce the difference in transmission time from the second drive signal.
  • the semiconductor element 31 is bonded to the pad portion 611, and the back electrode 313 of the semiconductor element 31 and the lead 61 are electrically connected to each other. Further, the main surface electrode 312 of the semiconductor element 31 conducts to the lead 64 via the plurality of connecting members 72. Similarly, the semiconductor element 32 is bonded to the pad portion 621, and the back electrode 323 of the semiconductor element 32 and the lead 62 are electrically connected to each other. Further, the main surface electrode 322 of the semiconductor element 32 conducts to the lead 63 via the plurality of connecting members 72. According to this configuration, a path through which a relatively large current flows to each of the semiconductor elements 31 and 32 is composed of a plurality of leads 61 to 64 (lead frames 6).
  • the permissible current in the current path can be increased as compared with the case where the current path to each of the semiconductor elements 31 and 32 is configured by the wiring unit 2. That is, the electronic device A1 can be highly integrated while ensuring the allowable current for each of the semiconductor elements 31 and 32.
  • the lead frame 6 (leads 61, 62) has a higher thermal conductivity than the insulating substrate 1. As a result, it is possible to suppress a decrease in heat dissipation from the semiconductor elements 31 and 32, which may be reduced due to the adoption of the insulating substrate 1. In particular, since the semiconductor elements 31 and 32 are mounted on the pad portions 611 and 621 of the leads 61 and 62, the heat from the semiconductor elements 31 and 32 is more efficiently transferred to the leads 61 and 62. Can be transmitted. Further, since the leads 61 and 62 are exposed from the resin member 8, a conduction path from the outside to the semiconductor elements 31 and 32 can be formed, and the heat dissipation characteristics of the semiconductor elements 31 and 32 can be further secured.
  • the substrate back surface 12 of the insulating substrate 1 is exposed from the resin member 8 (resin back surface 82), the heat transferred from the semiconductor elements 31 and 32 to the insulating substrate 1 can be more efficiently dissipated to the outside. ..
  • the control element 4a is covered with the resin package 401 to form the control device 40.
  • the control element 4a is used instead of the control device 40, the high voltage and high current required for the shipping inspection cannot flow with the control element 4a as it is, so the shipping inspection is performed until the finished product is covered with the resin member 8. Can't do. In this case, if it is determined to be a defective product by the shipping inspection, the entire finished product will be discarded even if the parts other than the control element 4a are normal.
  • the control device 40 since the control element 4a is covered with the resin package 401, the high voltage and high current required for the shipping inspection can be passed. Therefore, the control device 40 can be inspected before mounting, and only defective products can be discarded.
  • the electronic device A1 can be manufactured using only the non-defective control device 40, it is possible to suppress the waste of normal parts. Further, by configuring the control element 4a as the control device 40, the wiring portion 2 can be formed also in the region of the substrate main surface 11 where the control device 40 overlaps in a plan view (see FIG. 3).
  • the control unit 41 shows a case where all of them overlap the first separation region S1 when viewed in the x direction, but the present invention is not limited to this.
  • a part of the control unit 41 may overlap the first separation region S1 when viewed in the x direction.
  • the control unit 41 does not have to overlap the first separation region S1 when viewed in the x direction.
  • the control unit 41 may be arranged as follows. As shown in FIG. 10, it is preferable that the control unit 41 is closer to the side where each lead 69 is arranged than the first separation region S1 in the y direction.
  • control unit 41 includes two control elements 4a and 4b, and the drive of each semiconductor element 31 and 32 is controlled by the control elements 4a and 4b, but the present invention is not limited to this.
  • one control element 4c may control each drive of the two semiconductor elements 31 and 32.
  • FIG. 11 is a plan view showing an electronic device according to such a modification, and the resin member 8 is shown by an imaginary line.
  • the control element 4c inputs the first drive signal to the semiconductor element 31 (control electrode 311) and inputs the second drive signal to the semiconductor element 32 (control electrode 321).
  • the control element 4c is covered with the resin package 401 and is configured as the control device 40, but it does not have to be covered with the resin package 401.
  • FIG. 12 and 13 show the electronic device A2 according to the second embodiment.
  • FIG. 12 is a plan view showing the electronic device A2, and the resin member 8 is shown by an imaginary line.
  • FIG. 13 is a circuit diagram showing a circuit configuration of the electronic device A2.
  • the electronic device A2 unlike the electronic device A1, two semiconductor elements 31 and 32 are electrically connected inside the resin member 8.
  • the two semiconductor elements 31 and 32 are directly connected, for example, to form a leg, as shown in FIG. 13, according to the configuration described later.
  • the semiconductor element 31 constitutes the upper arm circuit of the leg
  • the semiconductor element 32 constitutes the lower arm circuit of the leg.
  • the electronic device A2 does not include the two protective elements 39A and 39B, but may include these as in the electronic device A1.
  • a plurality of connecting members 72 joined to the main surface electrode 312 of the semiconductor element 31 are joined to the lead 62 (pad portion 623 described later) instead of the lead 64. ..
  • the main surface electrode 312 of the semiconductor element 31 and the back surface electrode 323 of the semiconductor element 32 are conducting with each other via the plurality of connecting members 72 and leads 62.
  • the lead 62 of the lead frame 6 includes a pad portion 621, a terminal portion 622, and a pad portion 623. That is, the lead 62 of the electronic device A2 further includes a pad portion 623 as compared with the lead 62 of the electronic device A1.
  • the pad portion 623 is connected to the pad portion 621 and the terminal portion 622, and is located between them.
  • a plurality of connecting members 72 bonded to the main surface electrode 312 of the semiconductor element 31 are bonded to the pad portion 623, respectively.
  • one of a plurality of passive elements 5 is joined to the pad portion 623.
  • the passive element 5 is, for example, a shunt resistor 5c.
  • the shunt resistor 5c is arranged so as to straddle the pad portion 623 (lead 62) and the pad portion 641 (lead 64), and is conductively bonded to the pad portion 623 and the pad portion 641.
  • the shunt resistor 5c divides the current flowing through the lead 62 and transmits it to the lead 64. Therefore, a current separated from the current flowing through the lead 62 flows through the terminal portion 642.
  • a power supply voltage is applied between the two leads 61 and 63.
  • the lead 61 is a positive electrode (P terminal), and the lead 63 is a negative electrode (N terminal).
  • the power supply voltage input between the two leads 61 and 63 is converted into AC power (voltage) by each switching operation of the two semiconductor elements 31 and 32. Then, the AC power is output from the lead 62. Therefore, the two leads 61 and 63 are input terminals for the power supply voltage, and the leads 62 are output terminals for AC power voltage-converted by the two semiconductor elements 31 and 32.
  • the electronic device A2 further includes a plurality of connecting members 75.
  • Each connecting member 75 is, for example, a bonding wire like the other connecting members 71 to 74.
  • As the constituent material of each connecting member 75 for example, Au is adopted, but Cu or Al may be adopted.
  • Each connecting member 75 electrically connects the wiring portion 2 conducting the lead 60 and the wiring portion 2 conducting the thermistor 5a.
  • 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 semiconductor elements 31 and 32, 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 pad portion 611 to which the semiconductor element 31 is bonded and the pad portion 621 to which the semiconductor element 32 is bonded are separated from each other by the first separation region S1 in the x direction. Is arranged. Then, the control unit 41 that controls each of the semiconductor elements 31 and 32 overlaps with the first separation region S1 when viewed in the y direction. Therefore, in the electronic device A2, similarly to the electronic device A1, the first drive signal input from the control unit 41 (control element 4a) to the semiconductor element 31 (control electrode 311) and the control unit 41 (control element 4b) It is possible to reduce the difference in transmission time from the second drive signal input to the semiconductor element 32 (control electrode 321).
  • FIG. 14 to 16 show the electronic device A3 according to the third embodiment.
  • FIG. 14 is a plan view showing the electronic device A3, and the resin member 8 is shown by an imaginary line.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view taken along the line XV-XV of FIG. In FIG. 15, the connecting members 71 and 74 are omitted.
  • FIG. 16 is a circuit diagram showing a circuit configuration of the electronic device A3.
  • the electronic device A3 differs from the electronic device A1 mainly in the following points. That is, the electronic device A3 includes four semiconductor elements 31 to 34 and two control units 41 and 42. Further, in the electronic device A3, the lead frame 6 further includes a plurality of leads 65 to 68.
  • the two semiconductor elements 33 and 34 are power transistors that control electric power in the same manner as the semiconductor elements 31 and 32, respectively.
  • Each of the semiconductor elements 33 and 34 is, for example, a MOSFET made of a SiC substrate.
  • the semiconductor element 33 is arranged on the lead 65 (pad portion 651 described later), and the semiconductor element 34 is arranged on the lead 66 (pad portion 661 described later).
  • the semiconductor element 33 is an example of the "third semiconductor element”
  • the semiconductor element 34 is an example of the "fourth semiconductor element".
  • the semiconductor element 33 is configured in the same manner as the semiconductor element 31.
  • the semiconductor element 33 includes an element main surface 33a (third element main surface), an element back surface 33b (third element back surface), a control electrode 331 (third control electrode), a main surface electrode 332 (third main surface electrode), and a back surface. It has an electrode 333 (third back electrode).
  • the element main surface 33a is configured in the same manner as the element main surface 31a of the semiconductor element 31, and the element back surface 33b is configured in the same manner as the element back surface 31b of the semiconductor element 31.
  • the control electrode 331, the main surface electrode 332, and the back surface electrode 333 are configured in the same manner as the control electrode 311 of the semiconductor element 31, the main surface electrode 312, and the back surface electrode 313, respectively.
  • control electrode 331 is, for example, a gate electrode
  • main surface electrode 332 is, for example, a source electrode
  • back surface electrode 333 is, for example, a drain electrode.
  • the semiconductor element 34 is configured in the same manner as the semiconductor element 32.
  • the semiconductor element 34 includes an element main surface 34a (fourth element main surface), an element back surface 34b (fourth element back surface), a control electrode 341 (fourth control electrode), a main surface electrode 342 (fourth main surface electrode), and a back surface. It has an electrode 343 (fourth back electrode).
  • the element main surface 34a is configured in the same manner as the element main surface 32a of the semiconductor element 32
  • the element back surface 34b is configured in the same manner as the element back surface 32b of the semiconductor element 32.
  • control electrode 341, the main surface electrode 342, and the back surface electrode 343 are configured in the same manner as the control electrode 321 of the semiconductor element 32, the main surface electrode 322, and the back surface electrode 323, respectively.
  • the control electrode 341 is, for example, a gate electrode
  • the main surface electrode 342 is, for example, a source electrode
  • the back surface electrode 343 is, for example, a drain electrode.
  • a drive signal is input from the control unit 42 (control element 4c described later) to the control electrode 331 of the semiconductor element 33, and the conduction state and the cutoff state are switched according to the input drive signal.
  • the semiconductor element 33 is in the conductive state, a current flows from the back surface electrode 333 (drain electrode) to the main surface electrode 332 (source electrode), and when the semiconductor element 33 is in the cutoff state, this current does not flow.
  • a drive signal is input from the control unit 42 (control element 4c described later) to the control electrode 341, and the conduction state and the cutoff state are switched according to the input drive signal.
  • a current flows from the back surface electrode 343 (drain electrode) to the main surface electrode 342 (source electrode), and when the semiconductor element 34 is in the cutoff state, this current does not flow.
  • the plurality of semiconductor elements 31 to 34 are arranged in the following order in the x direction. From the x2 direction to the x1 direction, the semiconductor element 31, the semiconductor element 32, the semiconductor element 33, and the semiconductor element 34 are in this order. The plurality of semiconductor elements 31 to 34 overlap each other when viewed in the x direction.
  • the control unit 42 controls the drive of each of the semiconductor elements 33 and 34.
  • the control unit 42 operates the semiconductor element 33 as an upper arm (second upper arm) and the semiconductor element 34 as a lower arm (second lower arm).
  • the control unit 42 is arranged on the main surface 11 of the substrate.
  • the control unit 42 is aligned with the control unit 41 in the x direction, and overlaps the control unit 41 when viewed in the x direction.
  • the control unit 42 does not overlap the lead frame 6 and is separated from the lead frame 6 in a plan view.
  • the control unit 42 is an example of the “second control unit”.
  • the control unit 42 includes a control element 4c.
  • the control element 4c of the control unit 42 controls each drive of the two semiconductor elements 33 and 34. Specifically, the control element 4c controls the switching operation of the semiconductor element 33 by inputting a third drive signal (for example, a gate voltage) to the control electrode 331 (gate electrode) of the semiconductor element 33.
  • the control element 4c of the control unit 42 generates a third drive signal that operates the semiconductor element 33 as an upper arm.
  • the control element 4c controls the switching operation of the semiconductor element 34 by inputting a fourth drive signal (for example, a gate voltage) to the control electrode 341 (gate electrode) of the semiconductor element 34.
  • the control element 4c of the control unit 42 generates a fourth drive signal that operates the semiconductor element 34 as a lower arm.
  • the lead frame 6 of the electronic device A3 includes a plurality of leads 61 to 64, 69 and a plurality of leads 65 to 68, as described above.
  • the two leads 65 and 66 are supported by the resin member 8 and supported by the insulating substrate 1, respectively.
  • the lead 65 includes a pad portion 651 and a terminal portion 652.
  • the pad portion 651 and the terminal portion 652 are connected to each other.
  • the lead 66 includes a pad portion 661 and a terminal portion 662.
  • the pad portion 661 and the terminal portion 662 are connected to each other.
  • Each pad portion 651,661 is covered with a resin member 8.
  • Each of the pad portions 651 and 661 is arranged on the substrate main surface 11 of the insulating substrate 1 and overlaps with the insulating substrate 1 in a plan view.
  • Each pad portion 651,661 has, for example, a rectangular shape in a plan view.
  • Each pad portion 651, 661 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 the pad portions 651 and 661 are 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 semiconductor element 33 is mounted on the pad portion 651.
  • the back electrode 333 (drain electrode) of the semiconductor element 33 is conductively bonded to the pad portion 651 by a conductive bonding material (not shown).
  • a conductive bonding material for example, solder, metal paste, calcined metal, or the like is adopted.
  • the element back surface 33b of the semiconductor element 33 faces the pad portion 651.
  • the pad portion 651 is an example of the “third pad portion”.
  • a semiconductor element 34 is mounted on the pad portion 661.
  • the back electrode 343 (drain electrode) of the semiconductor element 34 is conductively bonded to the pad portion 661 by a conductive bonding material (not shown).
  • a conductive bonding material for example, solder, metal paste, sintered metal, or the like is adopted.
  • the element back surface 34b of the semiconductor element 34 faces the pad portion 661.
  • the pad portion 661 is an example of the “fourth pad portion”.
  • Each terminal portion 652,662 is exposed from the resin member 8. Each terminal portion 652,662 is bent in the z2 direction. Each terminal portion 652,662 is an external terminal of the electronic device A3. Since the pad portion 651 conducts to the back electrode 333 of the semiconductor element 33, the drain current of the semiconductor element 33 flows through the terminal portion 652. Further, since the pad portion 661 conducts to the back surface electrode 343 of the semiconductor element 34, the drain current of the semiconductor element 34 flows through the terminal portion 662.
  • the two leads 67 and 68 are supported by the resin member 8, respectively.
  • the lead 67 includes a pad portion 671 and a terminal portion 672.
  • the pad portion 671 and the terminal portion 672 are connected to each other.
  • the lead 68 includes a pad portion 681 and a terminal portion 682.
  • the pad portion 681 and the terminal portion 682 are connected to each other.
  • Each pad portion 671,681 is covered with a resin member 8. Each pad portion 671,681 does not overlap the insulating substrate 1 in a plan view.
  • a plurality of connecting members 72 are joined to each of the pad portions 671 and the pad portions 681. Each connecting member 72 joined to the pad portion 671 is joined to the main surface electrode 342 of each semiconductor element 34. As a result, the pad portion 671 conducts to the main surface electrode 342 (source electrode) of the semiconductor element 34 via each connecting member 72.
  • Each connecting member 72 joined to the pad portion 681 is joined to the main surface electrode 332 of each semiconductor element 33. As a result, the pad portion 681 conducts to the main surface electrode 332 (source electrode) of the semiconductor element 33 via each connecting member 72.
  • Each terminal portion 672, 682 is exposed from the resin member 8. Each terminal portion 672, 682 is bent in the z2 direction. Each terminal portion 672, 682 is an external terminal of the electronic device A3. Since the pad portion 671 conducts to the main surface electrode 342 (source electrode) of the semiconductor element 34, the source current of the semiconductor element 34 flows through the terminal portion 672. Further, since the pad portion 681 conducts to the main surface electrode 332 (source electrode) of the semiconductor element 33, the source current of the semiconductor element 33 flows through the terminal portion 682.
  • the plurality of pad portions 611, 621, 651, 661 are arranged in the following order in the x direction.
  • the order is pad portion 611, pad portion 621, pad portion 651, and pad portion 661 from the x2 direction to the x1 direction.
  • the plurality of pad portions 611, 621, 651, 661 overlap each other when viewed in the x direction.
  • the pad portion 611 and the pad portion 621 are arranged with the first separation region S1 separated in the x direction, as in the first embodiment and the second embodiment.
  • the control unit 41 overlaps the first separation region S1 when viewed in the y direction.
  • the control unit 41 does not overlap the first separation region S1 when viewed in the x direction, and is located on the side (y2) where each lead 69 is arranged rather than the pad units 611 and 621 in the y direction. Located on the directional side).
  • the lead frame 6 does not exist in the first separation region S1.
  • the pad portion 651 and the pad portion 661 are arranged so as to be separated from the second separation region S2 in the x direction.
  • the second separation region S2 is aligned with the first separation region S1 in the x direction.
  • the control unit 42 overlaps the second separation region S2 when viewed in the y direction.
  • the control unit 42 does not overlap the second separation region S2 when viewed in the x direction, and is located on the side (y2) where each lead 69 is arranged rather than the pad units 651 and 661 in the y direction. Located on the directional side).
  • the lead frame 6 does not exist in the second separation region S2.
  • the electronic device A3 also includes a wiring portion 2 formed on the main surface 11 of the substrate, similarly to the electronic devices A1 and A2. Then, the wiring unit 2 transmits a control signal (for example, a drive signal) for controlling each of the semiconductor elements 31 to 34, and constitutes a transmission path of the control signal. Therefore, the electronic device A3 can be made thinner and denser in the transmission path, and can be highly integrated.
  • a control signal for example, a drive signal
  • the pad portion 611 to which the semiconductor element 31 is bonded and the pad portion 621 to which the semiconductor element 32 is bonded are separated from each other in the first separation region S1 in the x direction. Are arranged apart from each other.
  • the control unit 41 that controls each of the semiconductor elements 31 and 32 overlaps with the first separation region S1 when viewed in the y direction. Therefore, in the electronic device A3, similarly to the electronic device A1, the first drive signal input from the control unit 41 (control element 4c) to the semiconductor element 31 (control electrode 311) and the control unit 41 (control element 4c) It is possible to reduce the difference in transmission time from the second drive signal input to the semiconductor element 32 (control electrode 321).
  • the pad portion 651 to which the semiconductor element 33 is bonded and the pad portion 661 to which the semiconductor element 34 is bonded are arranged so as to be separated from the second separation region S2 in the x direction. Then, the control unit 42 that controls each of the semiconductor elements 33 and 34 overlaps with the second separation region S2 when viewed in the y direction. Therefore, in the electronic device A3, the third drive signal input from the control unit 42 (control element 4c) to the semiconductor element 33 (control electrode 331) and the semiconductor element 34 (control electrode 341) from the control unit 42 (control element 4c) ), It is possible to reduce the difference in transmission time from the fourth drive signal.
  • FIG. 17 and 18 show the electronic device A4 according to the fourth embodiment.
  • FIG. 17 is a plan view showing the electronic device A4, and the resin member 8 is shown by an imaginary line.
  • FIG. 18 is a circuit diagram showing a circuit configuration of the electronic device A4.
  • the electronic device A4 is different from the electronic device A3 in that the two semiconductor elements 31 and 32 are electrically connected inside the resin member 8 and the two semiconductor elements 33 are connected. , 34 are electrically connected.
  • the electronic device A4 two semiconductor elements 31 and 32 are connected in series to form a leg, as shown in FIG. 18, according to the configuration described later.
  • the semiconductor element 31 constitutes an upper arm circuit
  • the semiconductor element 32 constitutes a lower arm circuit.
  • two semiconductor elements 33 and 34 are connected in series to form a leg.
  • the semiconductor element 33 constitutes an upper arm circuit
  • the semiconductor element 34 constitutes a lower arm circuit.
  • the connecting member 72 bonded to the main surface electrode 312 of the semiconductor element 31 is bonded to the lead 62 (pad portion 623) instead of the lead 64.
  • the main surface electrode 312 of the semiconductor element 31 and the back surface electrode 323 of the semiconductor element 32 are conducting with each other via the connecting member 72 and the lead 62.
  • the connecting member 72 joined to the main surface electrode 332 of the semiconductor element 33 is joined to the lead 66 (pad portion 663 described later).
  • the main surface electrode 332 of the semiconductor element 33 and the back surface electrode 343 of the semiconductor element 34 are conducting with each other via the connecting member 72 and the lead 66.
  • the lead 66 of the lead frame 6 further includes a pad portion 663 as compared with the lead 66 of the electronic device A3.
  • the pad portion 663 is connected to the pad portion 661 and the terminal portion 662.
  • a connecting member 72 joined to the main surface electrode 332 of the semiconductor element 33 is joined to the pad portion 663.
  • the two leads 61 and 63 are input terminals for the power supply voltage, and the leads 62 are output terminals for the AC power voltage-converted by the two semiconductor elements 31 and 32. be.
  • a power supply voltage is applied between the two leads 65 and 67.
  • the lead 66 is a positive electrode (P terminal), and the lead 67 is a negative electrode (N terminal).
  • the power supply voltage input between the two leads 66 and 67 is converted into AC power (voltage) by each switching operation of the two semiconductor elements 33 and 34. Then, the AC power is output from the lead 66. Therefore, the two leads 65 and 67 are input terminals for the power supply voltage, and the leads 66 are output terminals for AC power voltage-converted by the two semiconductor elements 33 and 34.
  • the electronic device A4 also includes a wiring portion 2 formed on the main surface 11 of the substrate, similarly to the electronic device A3. Then, the wiring unit 2 transmits a control signal (for example, a drive signal) for controlling each of the semiconductor elements 31 to 34, and constitutes a transmission path of the control signal. Therefore, the electronic device A4 can be made thinner and denser in the transmission path, and can be highly integrated.
  • a control signal for example, a drive signal
  • the control unit 41 overlaps the first separation region S1 when viewed in the y direction, and the control unit 42 overlaps the first separation region S1 when viewed in the y direction. Overlaps on. Therefore, similarly to the electronic device A3, the electronic device A4 can reduce the difference in transmission time between the first drive signal and the second drive signal, and can reduce the difference between the third drive signal and the fourth drive signal. It is possible to reduce the difference in transmission time.
  • FIG. 19 and 20 show the electronic device A5 according to the fifth embodiment.
  • FIG. 19 is a plan view showing the electronic device A5, and the resin member 8 is shown by an imaginary line.
  • FIG. 20 is a circuit diagram showing a circuit configuration of the electronic device A5.
  • the electronic device A5 has a different arrangement of the four semiconductor elements 31 to 34 from the electronic device A4. Along with this, the configuration of the lead frame 6 has been appropriately changed.
  • the four semiconductor elements 31 to 34 are arranged in the order of the semiconductor element 31, the semiconductor element 32, the semiconductor element 34, and the semiconductor element 33 from the x2 direction to the x1 direction.
  • the four pad portions 611, 621, 651, 661 are arranged in the order of the pad portion 611, the pad portion 621, the pad portion 661, and the pad portion 651 from the x2 direction to the x1 direction. Therefore, the pad portion 621 and the pad portion 661 are adjacent to each other in the x direction.
  • the lead frame 6 of the electronic device A5 does not include the lead 67. Therefore, the connecting member 72 joined to the main surface electrode 342 of the semiconductor element 34 is joined to the pad portion 631 (lead 63). As a result, the main surface electrode 342 (semiconductor element 34) and the main surface electrode 322 (semiconductor element 32) are conducting with each other via the two connecting members 72 and the leads 63. That is, in the electronic device A5, as shown in FIG. 20, a negative electrode (N terminal) of a leg composed of two semiconductor elements 31 and 32 and a negative electrode (N terminal) of a leg composed of two semiconductor elements 33 and 34. However, it is standardized.
  • the electronic device A5 also includes a wiring portion 2 formed on the main surface 11 of the substrate, similarly to the electronic devices A3 and A4. Then, the wiring unit 2 transmits a control signal (for example, a drive signal) for controlling each of the semiconductor elements 31 to 34, and constitutes a transmission path of the control signal. Therefore, the electronic device A5 can be made thinner and denser in the transmission path, and can be highly integrated.
  • a control signal for example, a drive signal
  • the control unit 41 overlaps the first separation region S1 when viewed in the y direction, and the control unit 42 has the second separation when viewed in the y direction. It overlaps the region S2. Therefore, the electronic device A5 can reduce the difference in transmission time between the first drive signal and the second drive signal as well as the electronic devices A3 and A4, and the third drive signal and the fourth drive signal. It is possible to reduce the difference in transmission time with.
  • the connecting member 72 joined to the main surface electrode 322 of the semiconductor element 32 and the connecting member 72 joined to the main surface electrode 342 of the semiconductor element 34 are respectively joined to the pad portion 631 (lead 63).
  • the lead 67 is integrated with the lead 63, so that the lead 67 is unnecessary. That is, the lead 63 and the lead 67 can be shared, and the number of external terminals of the electronic device A5 can be reduced.
  • FIG. 21 and 22 show the electronic device A6 according to the sixth embodiment.
  • FIG. 21 is a plan view showing the electronic device A6, and the resin member 8 is shown by an imaginary line.
  • FIG. 22 is a circuit diagram showing a circuit configuration of the electronic device A6.
  • the electronic device A6 has a different arrangement of the four semiconductor elements 31 to 34 from the electronic devices A4 and A5. Along with this, the configuration of the lead frame 6 has been appropriately changed.
  • the four semiconductor elements 31 to 34 are arranged in the order of the semiconductor element 32, the semiconductor element 31, the semiconductor element 33, and the semiconductor element 34 from the x2 direction to the x1 direction.
  • the lead frame 6 does not include the lead 65, and the semiconductor element 33 is mounted on the pad portion 611 (lead 61).
  • the back surface electrode 333 is conductively bonded to the pad portion 611.
  • the back surface electrode 333 (semiconductor element 33) and the back surface electrode 313 (semiconductor element 31) are conducting with each other via the lead 61. That is, in the electronic device A6, as shown in FIG. 22, the positive electrode (P terminal) of the leg composed of the two semiconductor elements 31 and 32 and the positive electrode (P terminal) of the leg composed of the two semiconductor elements 33 and 34 are formed. , Is standardized.
  • the pad portion 611 is sandwiched between the pad portion 621 and the pad portion 661 in the x direction.
  • the pad portion 611 and the pad portion 621 are arranged so as to be separated from the first separation region S1.
  • the pad portion 611 and the pad portion 661 are arranged so as to be separated from the second separation region S2.
  • the first separation region S1 and the second separation region S2 are aligned in the x direction.
  • the electronic device A6 also includes a wiring portion 2 formed on the main surface 11 of the substrate, similarly to the electronic devices A3 to A5. Then, the wiring unit 2 transmits a control signal (for example, a drive signal) for controlling each of the semiconductor elements 31 to 34, and constitutes a transmission path of the control signal. Therefore, the electronic device A6 can be made thinner and denser in the transmission path, and can be highly integrated.
  • a control signal for example, a drive signal
  • the control unit 41 overlaps the first separation region S1 when viewed in the y direction, and the control unit 42 has the second separation when viewed in the y direction. It overlaps the region S2. Therefore, the electronic device A6 can reduce the difference in transmission time between the first drive signal and the second drive signal, as well as the third drive signal and the fourth drive signal, as in the electronic devices A3 to A5. It is possible to reduce the difference in transmission time with.
  • the back electrode 313 of the semiconductor element 31 and the back electrode 333 of the semiconductor element 33 are joined to the pad portion 611 (lead 61).
  • the lead 65 is integrated with the lead 61, so that the lead 65 is unnecessary. That is, the lead 61 and the lead 65 can be shared, and the number of external terminals of the electronic device A6 can be reduced.
  • the electronic devices A3 to A6 do not include the passive element 5, but the passive element 5 depends on the specifications required for the electronic devices A3 to A6. (Thermistor 5a, resistor 5b, shunt resistor 5c, etc.) may be provided as appropriate.
  • the control unit 41 includes the control element 4c, and the control element 4c controls the operation of the two semiconductor elements 31 and 32, but the present invention is not limited to this.
  • the control element 41 may be provided separately with a control element that controls the operation of the semiconductor element 31 and a control element that controls the operation of the semiconductor element 32 (see the first embodiment).
  • the control unit 42 includes the control element 4c and the control element 4c controls the operation of the two semiconductor elements 33 and 34, the present invention is not limited to this.
  • a control element that controls the operation of the semiconductor element 33 and a control element that controls the operation of the semiconductor element 34 may be provided separately.
  • control unit 41 does not overlap with the first separation region S1 when viewed in the x direction
  • the present invention is not limited to this.
  • all of the control units 41 overlap the first separation region S1, or as in the modification shown in FIG. 10, when viewed in the x direction.
  • the configuration (shape, arrangement, etc.) of the wiring unit 2 and the lead frame 6 may be changed so that a part of the control unit 41 overlaps with the first separation region S1.
  • control unit 42 does not overlap the second separation region S2 when viewed in the x direction is shown, but the present invention is not limited to this.
  • control unit 42 when viewed in the x direction, all of the control unit 42 overlaps the second separation region S2, or when viewed in the x direction, a part of the control unit 42 overlaps the second separation region S2.
  • the configuration of the wiring unit 2 and the lead frame 6 may be changed.
  • the shape and arrangement of the wiring portion 2 and the shape and arrangement of the lead frame 6 are not limited to the illustrated examples, and are required. It can be changed as appropriate according to the specifications and circuit configuration.
  • 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 electronic devices of the present disclosure include embodiments relating to the following appendices.
  • Appendix 1 An insulating substrate having a substrate main surface facing one side in the thickness direction, A wiring portion formed on the main surface of the substrate and made of a conductive material, The lead frame arranged on the main surface of the substrate and The first semiconductor element and the second semiconductor element conductive to the lead frame, A first control unit that conducts to the wiring unit and operates the first semiconductor element as the first upper arm while operating the second semiconductor element as the first lower arm.
  • the lead frame includes a first pad portion to which the first semiconductor element is bonded and a second pad portion to which the second semiconductor element is bonded.
  • the first pad portion and the second pad portion are arranged so as to be separated from the wiring portion and separated from the first separation region in the first direction orthogonal to the thickness direction.
  • the first control unit is separated from the lead frame when viewed in the thickness direction, and is the first separation region when viewed in a second direction orthogonal to the thickness direction and the first direction.
  • the first semiconductor element has a first element main surface facing the same direction as the substrate main surface and a first control electrode formed on the first element main surface.
  • the second semiconductor element has a second element main surface facing the same direction as the substrate main surface and a second control electrode formed on the second element main surface.
  • the first control unit inputs a first drive signal for controlling the drive of the first semiconductor element to the first control electrode, and inputs a second drive signal for controlling the drive of the second semiconductor element.
  • the electronic device according to Appendix 1 or Appendix 2 which is input to the second control electrode.
  • Appendix 4 The electronic device according to Appendix 3, wherein the first control unit includes a first control element that outputs the first drive signal and a second control element that outputs the second drive signal.
  • the first semiconductor element has a back surface of the first element facing the first pad portion and a first back surface electrode formed on the back surface of the first element.
  • the first back surface electrode is conductively bonded to the first pad portion.
  • the second semiconductor element has a second back surface electrode formed on the back surface of the second element and the back surface of the second element facing the second pad portion.
  • the first semiconductor element further has a first main surface electrode formed on the main surface of the first element, and in response to the first drive signal, the first back surface electrode and the first main surface electrode.
  • the second semiconductor element further has a second main surface electrode formed on the main surface of the second element, and in response to the second drive signal, the second back surface electrode and the second main surface electrode.
  • the electronic device according to Appendix 5 wherein the and is conductive.
  • the lead frame includes a first lead and a second lead that are separated from each other.
  • the first lead includes the first pad portion and a first terminal portion connected to the first pad portion.
  • the lead frame further includes a first lead and a third lead that is separated from the second lead.
  • the electronic device according to Appendix 8 wherein the first main surface electrode conducts to the second lead.
  • the lead frame further includes a first lead, a second lead, and a fourth lead that is separated from the third lead.
  • a third semiconductor element and a fourth semiconductor element conductive to the lead frame are further provided.
  • the lead frame includes a third pad portion to which the third semiconductor element is bonded and a fourth pad portion to which the fourth semiconductor element is bonded.
  • the third pad portion and the fourth pad portion are separated from the wiring portion and are arranged so as to be separated from the second separation region in the first direction, according to any one of Supplementary note 8 to Supplementary note 10.
  • Appendix 12 A second control unit that conducts to the wiring unit and operates the third semiconductor element as the second upper arm while operating the fourth semiconductor element as the second lower arm is further provided.
  • Appendix 13 The electronic device according to Appendix 12, wherein the first control unit and the second control unit are arranged in the first direction.
  • the electronic device according to Appendix 12 or Appendix 13, wherein at least a part of the second control unit overlaps the second separation region when viewed in the first direction.
  • the third semiconductor element has a third element main surface facing the same direction as the substrate main surface and a third control electrode formed on the third element main surface.
  • the fourth semiconductor element has a fourth element main surface facing the same direction as the substrate main surface and a fourth control electrode formed on the fourth element main surface.
  • the second control unit inputs a third drive signal for controlling the drive of the third semiconductor element to the third control electrode, and inputs a fourth drive signal for controlling the drive of the fourth semiconductor element.
  • the electronic device according to any one of Supplementary note 12 to Supplementary note 14, which is input to the fourth control electrode.
  • the third semiconductor element has a third element back surface facing the third pad portion and a third back surface electrode formed on the third element back surface.
  • the third back electrode is conductively bonded to the third pad portion.
  • the fourth semiconductor element has a fourth element back surface facing the fourth pad portion and a fourth back surface electrode formed on the fourth element back surface.
  • the third semiconductor element further has a third main surface electrode formed on the main surface of the third element, and in response to the third drive signal, the third back surface electrode and the third main surface electrode.
  • the fourth semiconductor element further has a fourth main surface electrode formed on the main surface of the fourth element, and in response to the fourth drive signal, the fourth back surface electrode and the fourth main surface electrode.
  • the electronic device according to Appendix 16 wherein the electronic device and the device are conductive.
  • the electronic device according to Appendix 17 wherein the first pad portion, the second pad portion, the third pad portion, and the fourth pad portion are arranged in the first direction.
  • the electronic device according to Appendix 18, wherein the second pad portion and the fourth pad portion are adjacent to each other in the first direction in the lead frame.
  • the electronic device according to Appendix 19 The electronic device according to Appendix 19, wherein the fourth main surface electrode conducts to the third lead.
  • A1 to A6 Electronic device 1: Insulated substrate 11: Substrate main surface 12: Substrate back surface 2: Wiring portion 21: Pad portion 22: Connection wiring 31, 32, 33, 34: Semiconductor elements 31a, 32a, 33a, 34a: Elements Main surface 31b, 32b, 33b, 34b: Element back surface 311, 321, 331, 341: Control electrode 312, 322, 332, 342: Main surface electrode 313, 323, 333, 343: Back surface electrode 39A, 39B: Protective element 391 : Main surface electrode 392: Back surface electrode 41, 42: Control unit 4a, 4b, 4c: Control element 40: Control device 401: Resin package 402: Connection terminal 5: Passive element 5a: Thermistor 5b: Resistor 5c: Shunt resistance 6 : Lead frame 60 to 69: Leads 601, 611, 621, 631, 641, 651, 661, 671, 681, 691: Pad portion 602, 612, 622, 632, 642,

Landscapes

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Abstract

電子装置は、厚さ方向を向く基板主面を有する絶縁基板と、前記基板主面上に形成され且つ導電性材料からなる配線部と、前記基板主面上に配置されたリードフレームと、前記リードフレームに導通する第1半導体素子および第2半導体素子と、前記配線部に導通し且つ前記第1半導体素子を第1上アームとして動作させつつ、前記第2半導体素子を第1下アームとして動作させる第1制御部と、を備える。前記リードフレームは、前記第1半導体素子が接合された第1パッド部、および、前記第2半導体素子が接合された第2パッド部を含む。前記第1パッド部と前記第2パッド部とは、前記配線部から離間し且つ前記厚さ方向に直交する第1方向に第1の離隔領域を隔てて配置されている。前記第1制御部は、前記厚さ方向に見て前記リードフレームから離間しており且つ前記厚さ方向および前記第1方向に直交する第2方向に見て、前記第1の離隔領域に重なる。

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。このような電子装置は、半導体素子と、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)。半導体素子は、電力制御を行うパワー半導体素子である。制御素子は、半導体素子の駆動を制御する。リードフレームは、半導体素子および制御素子を支持するとともに、これらの導通経路をなす。
特開2020-4893号公報
 電子装置の高集積化に伴い、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、制御素子への導通経路の数を増やす必要がある。しかしながら、これらの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しようとすると、電子装置のさらなる高集積化が困難となるおそれがある。たとえば、リードフレームは、たとえば金型を用いたプレス加工やエッチングによって加工されるため、細線化や高密度化などが困難であり、これが高集積化を阻害する要因であった。
 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。
 本開示によって提供される電子装置は、厚さ方向の一方を向く基板主面を有する絶縁基板と、前記基板主面上に形成され、導電性材料からなる配線部と、前記基板主面上に配置されたリードフレームと、前記リードフレームに導通する第1半導体素子および第2半導体素子と、前記配線部に導通し、かつ、前記第1半導体素子を第1上アームとして動作させつつ、前記第2半導体素子を第1下アームとして動作させる第1制御部と、を備えている。前記リードフレームは、前記第1半導体素子が接合された第1パッド部、および、前記第2半導体素子が接合された第2パッド部を含む。前記第1パッド部と前記第2パッド部とは、前記配線部から離間し、かつ、前記厚さ方向に直交する第1方向に第1の離隔領域を隔てて配置されている。前記第1制御部は、前記厚さ方向に見て前記リードフレームから離間しており、かつ、前記厚さ方向および前記第1方向に直交する第2方向に見て、前記第1の離隔領域に重なる。
 本開示の電子装置によれば、より高集積化が可能となる。
第1実施形態にかかる電子装置を示す斜視図である。 第1実施形態にかかる電子装置を示す平面図である。 図2の平面図において、樹脂部材を想像線で示した図である。 第1実施形態にかかる電子装置を示す底面図である。 第1実施形態にかかる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3のVIII-VIII線に沿う断面図である。 第1実施形態にかかる電子装置の回路図の一例である。 第1実施形態の変形例にかかる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た図である。 第1実施形態の変形例にかかる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た図である。 第2実施形態にかかる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た図である。 第2実施形態にかかる電子装置の回路図の一例である。 第3実施形態にかかる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た図である。 図14のXV-XV線に沿う断面図である。 第3実施形態にかかる電子装置の回路図の一例である。 第4実施形態にかかる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た図である。 第4実施形態にかかる電子装置の回路図の一例である。 第5実施形態にかかる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た図である。 第5実施形態にかかる電子装置の回路図の一例である。 第6実施形態にかかる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た図である。 第6実施形態にかかる電子装置の回路図の一例である。
 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。以下の説明において、同一あるいは類似の構成要素については、同じ符号を付して、重複する説明を省略する。本開示における「第1」、「第2」、「第3」等の用語は、単にラベルとして用いたものであり、必ずしもそれらの対象物に順列を付することを意図していない。
 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、絶縁基板1、配線部2、2つの半導体素子31,32、制御部41、複数の受動素子5、リードフレーム6、複数の接続部材71~74および樹脂部材8を備えている。制御部41は、2つの制御素子4a,4bを含む。リードフレーム6は、複数のリード61~64,69,60を含んでいる。電子装置A1は、たとえば、IPM(Intelligent Power Module)であり、エアーコンディショナーやモータ制御機器などの用途に用いられる。電子装置A1は、IPMに限定されない。
 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の平面図において、樹脂部材8を想像線(二点鎖線)で示した図である。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3のVIII-VIII線に沿う断面図である。図8においては、各接続部材71,72を省略している。図9は、電子装置A1の回路構成を示す回路図である。
 説明の便宜上、図1~図8において、互いに直交する3つの方向を、x方向、y方向、 z方向と定義する。z方向は、電子装置A1の厚さ方向である。x方向は、電子装置A1の平面図(図2,3参照)における左右方向である。y方向は、電子装置A1の平面図(図2,3参照)における上下方向である。x方向の一方をx1方向、x方向の他方をx2方向とする。同様に、y方向の一方をy1方向、y方向の他方をy2方向とし、z方向の一方をz1方向、z方向の他方をz2方向とする。以下の説明において、「平面視」とは、z方向に見たときをいう。x方向が、「第1方向」の一例であり、y方向が、「第2方向」の一例である。
 絶縁基板1は、板状である。絶縁基板1の平面視形状は、特に限定されないが、たとえばx方向に長い矩形状である。絶縁基板1の厚さ(z方向の寸法)は、特に限定されないが、たとえば0.1mm以上1.0mm以下である。絶縁基板1は、絶縁性の材料からなる。絶縁基板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。絶縁基板1の材料としては、たとえばアルミナ(Al23)、窒化ケイ素(SiN)、窒化アルミ(AlN)、ジルコニア入りアルミナなどのセラミックが採用される。
 絶縁基板1は、図6~8に示すように、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。基板主面11には、配線部2が形成されており、かつ、リードフレーム6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つの半導体素子31,32および制御部41(制御素子4a,4b)が含まれている。基板裏面12は、樹脂部材8から露出する。基板裏面12が、樹脂部材8に覆われていてもよい。
 配線部2は、図3に示すように、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)が採用される。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合金などを採用してもよい。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。配線部2の形成方法は、これに限定されず、用いる構成材料に応じて、適宜変更されうる。配線部2は、制御部41への導通経路である。配線部2には、各半導体素子31,32を制御するための各種制御信号が流れる。この制御信号は、駆動信号や検出信号などを含む。駆動信号は、各半導体素子31,32の駆動を制御するための信号である。検出信号は、各半導体素子31,32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。また、配線部2には、制御部41の動作電力が伝達される。
 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の各平面視形状は、特に限定されないが、たとえば矩形状である。各パッド部21の平面視形状は、円形状、楕円状、あるいは、多角形状などであってもよい。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、他の構成部品が適宜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、制御部41(制御素子4a,4b)、複数の受動素子5、複数のリード69,60および複数の接続部材71,73,74が接合されている。複数の接続配線22は、電子装置A1の導通経路がたとえば図9に示す回路構成となるように、複数のパッド部21間を接続する。配線部2において、複数のパッド部21および複数の接続配線22の各配置および各形状は、図示された例に限定されない。
 2つの半導体素子31,32はそれぞれ、たとえば電力を制御するパワートランジスタである。各半導体素子31,32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、各半 導体素子31,32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。また、GaN(窒化ガリウム)を含むMOSFETであってもよい。図3および図8に示すように、半導体素子31は、リード61(後述のパッド部611)の上に配置され、半導体素子32は、リード62(後述のパッド部621)の上に配置されている。各半導体素子31,32は、図3に示すように、平面視において、絶縁基板1およびリードフレーム6に重なるが、配線部2から離間している。2つの半導体素子31,32は、x方向に並んでいる。半導体素子31が、「第1半導体素子」の一例であり、半導体素子32が、「第2半導体素子」の一例である。
 半導体素子31は、図6および図8に示すように、素子主面31a(第1素子主面)および素子裏面31b(第1素子裏面)を有する。素子主面31aおよび素子裏面31bは、z方向に離間している。素子主面31aは、z2方向を向き、素子裏面31bは、z1方向を向く。素子主面31aおよび素子裏面31bはそれぞれ、平坦である。素子主面31aおよび素子裏面31bは、z方向に略直交する。
 半導体素子31は、図3、図6および図8に示すように、制御電極311(第1制御電極)、主面電極312(第1主面電極)および裏面電極313(第1裏面電極)を有する。制御電極311および主面電極312はそれぞれ、素子主面31aに形成されている。制御電極311と主面電極312とは、互いに離間し、絶縁されている。図3に示すように、平面視において、主面電極312は、制御電極311よりも大きい。制御電極311には、接続部材71が接合されている。主面電極312には、複数の接続部材72が接合されている。裏面電極313は、素子裏面31bに形成されている。裏面電極313は、素子裏面31bの略全面に広がる。裏面電極313は、リード61(後述のパッド部611)に接合されている。半導体素子31がMOSFETで構成された例において、制御電極311は、たとえばゲート電極であり、主面電極312は、たとえばソース電極であり、裏面電極313は、たとえばドレイン電極である。
 半導体素子32は、図7および図8に示すように、素子主面32a(第2素子主面)および素子裏面32b(第2素子裏面)を有する。素子主面32aおよび素子裏面32bは、z方向に離間している。素子主面32aは、z2方向を向き、素子裏面32bは、z1方向を向く。素子主面32aおよび素子裏面32bはそれぞれ、平坦である。素子主面32aおよび素子裏面32bは、z方向に略直交する。
 半導体素子32は、図3、図7および図8に示すように、制御電極321(第2制御電極)、主面電極322(第2主面電極)および裏面電極323(第2裏面電極)を有する。制御電極321および主面電極322はそれぞれ、素子主面32aに形成されている。制御電極321と主面電極322とは、互いに離間し、絶縁されている。図3に示すように、平面視において、主面電極322は、制御電極321よりも大きい。制御電極321には、接続部材71が接合されている。主面電極322には、複数の接続部材72が接合されている。裏面電極323は、素子裏面32bに形成されている。裏面電極323は、素子裏面32bの略全面に広がる。裏面電極323は、リード62(後述のパッド部621)に接合されている。半導体素子32がMOSFETで構成された例において、制御電極321は、たとえばゲート電極であり、主面電極322は、たとえばソース電極であり、裏面電極323は、たとえばドレイン電極である。
 半導体素子31は、制御部41(制御素子4a)から制御電極311(ゲート電極)に第1駆動信号が入力され、入力された第1駆動信号に応じて導通状態と遮断状態とが切り替わる。この導通状態と遮断状態とが切り替わる動作をスイッチング動作という。半導体素子31が導通状態のとき、裏面電極313(ドレイン電極)から主面電極312(ソース電極)に電流が流れ、半導体素子31が遮断状態のとき、この電流が流れない。
 半導体素子32は、制御部41(制御素子4b)から制御電極321(ゲート電極)に第2駆動信号が入力され、入力された第2駆動信号に応じて導通状態と遮断状態とが切り替わる。半導体素子32が導通状態のとき、裏面電極323(ドレイン電極)から主面電極322(ソース電極)に電流が流れ、半導体素子32が遮断状態のとき、この電流が流れない。
 2つの保護素子39A,39Bはそれぞれ、各半導体素子31,32に逆電圧が印加されることを防ぐためのものである。保護素子39Aは、図3および図6に示すように、半導体素子31とともにリード61(後述のパッド部611)上に配置される。保護素子39Bは、図3に示すように、半導体素子32とともにリード62(後述のパッド部621)上に配置されている。図9に示すように、各保護素子39A,39Bとしては、たとえばダイオードが採用される。図9に示すように、保護素子39Aは、半導体素子31と逆並列に接続され、保護素子39Bは、半導体素子32と逆並列に接続されている。
 2つの保護素子39A,39Bはそれぞれ、図6に示すように、主面電極391および裏面電極392を含む。主面電極391は、各保護素子39A,39Bの主面(z2方向を向く面)に形成されている。裏面電極392は、各保護素子39A,39Bの裏面(z1方向を向く面)に形成されている。各保護素子39A,39Bにおいて、主面電極391には、複数の接続部材72が接合されている。保護素子39Aの主面電極391と半導体素子31の主面電極312とは、複数の接続部材72を介して、導通する。また、保護素子39Bの主面電極391と半導体素子32の主面電極322とは、複数の接続部材72を介して、導通する。保護素子39Aの裏面電極392は、リード61に接合されており、リード61を介して、半導体素子31の裏面電極313に導通する。また、保護素子39Bの裏面電極392は、リード62に接合されており、リード62を介して、半導体素子32の裏面電極323に導通する。各保護素子39A,39Bがダイオードで構成された例において、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、2つの保護素子39A,39Bを備えていなくてもよい。
 制御部41は、各半導体素子31,32の駆動を制御する。制御部41は、半導体素子31を上アーム(第1上アーム)として動作させ、半導体素子32を下アーム(第1下アーム)として動作させる。制御部41は、基板主面11上に配置されている。図3に示すように、制御部41は、平面視において、リードフレーム6に重ならず、リードフレーム6から離間している。制御部41は、制御素子4a(第1制御素子)および制御素子4b(第2制御素子)を含む。制御部41が、「第1制御部」の一例である。
 制御素子4aは、半導体素子31の駆動を制御する。具体的には、制御素子4aは、半導体素子31の制御電極311(ゲート電極)に第1駆動信号(たとえばゲート電圧)を入力することで、半導体素子31のスイッチング動作を制御する。制御素子4aは、半導体素子31を上アームとして動作させる第1駆動信号を生成する。本実施形態では、制御素子4a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、たとえば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4a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の内方において制御素子4aに導通する。制御素子4aは、各接続端子402が、図示しない導電性接合材(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4aは、配線部2および接続部材71を介して、半導体素子31の制御電極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、配線部2および接続部材71を介して、半導体素子31の制御電極311に入力される。
 制御素子4bは、半導体素子32の駆動を制御する。具体的には、制御素子4bは、半導体素子32の制御電極321(ゲート電極)に第2駆動信号(たとえばゲート電圧)を入力することで、半導体素子32のスイッチング動作を制御する。制御素子4bは、半導体素子32を下アームとして動作させる第2駆動信号を生成する。制御素子4bには、複数の接続部材73のそれぞれが接合されている。制御素子4bは、接続部材73、配線部2および接続部材71を介して、半導体素子32の制御電極321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、接続部材73、配線部2および接続部材71を介して、半導体素子32の制御電極321に入力される。
 複数の受動素子5はそれぞれ、図3に示すように、絶縁基板1の基板主面11上に配置されている。各受動素子5は、各パッド部21(配線部2)に接合され、配線部2に導通する。複数の受動素子5は、たとえば、抵抗器、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、たとえば複数のサーミスタ5aおよび複数の抵抗器5bなどが含まれている。
 複数のサーミスタ5aはそれぞれ、配線部2の2つのパッド部21に跨って配置されている。各サーミスタ5aは、この2つのパッド部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つのリード60に導通する。各サーミスタ5aは、当該2つのリード60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。
 複数の抵抗器5bはそれぞれ、配線部2の2つのパッド部21に跨って配置されている。各抵抗器5bは、この2つのパッド部21に導通接合されている。各抵抗器5bが接合された2つのパッド部21のうち、一方のパッド部21は、各制御素子4a,4bに導通し、他方のパッド部21は、各接続部材71を介して、各半導体素子31,32の制御電極311,321に導通する。本実施形態において、各抵抗器5bは、たとえばゲート抵抗である。
 リードフレーム6は、金属材料を含んで構成されている。リードフレーム6は、絶縁基板1よりも熱伝導率が高い。リードフレーム6の各構成材料は、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)が採用される。リードフレーム6の各表面には、適宜ニッケルめっきが施されていてもよい。リードフレーム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。リードフレーム6の各厚さ(z方向の寸法)は特に限定されないが、配線部2の厚さ(z方向の寸法)よりも大きい。リードフレーム6の各厚さは、たとえば0.4mm以上0.8mm以下である。リードフレーム6はそれぞれ、互いに離間している。図3に示すように、リードフレーム6は、複数のリード61~64,69,60を含んでいる。複数のリード61~64,69,60はそれぞれ、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。
 2つのリード61,62はそれぞれ、樹脂部材8により支持されるとともに、絶縁基板1により支持される。リード61は、図3に示すように、パッド部611および端子部612を含む。パッド部611と端子部612とは繋がっている。リード62は、図3に示 すように、パッド部621および端子部622を含む。パッド部621と端子部622とは繋がっている。リード61が、「第1リード」の一例であり、リード62が、「第2リード」の一例である。
 各パッド部611,621は、樹脂部材8に覆われている。各パッド部611,621は、絶縁基板1の基板主面11上に配置されており、平面視において、絶縁基板1に重なる。各パッド部611,621は、たとえば平面視矩形状である。各パッド部611,621は、図示しない接合材により、基板主面11に接合されている。各パッド部611,621と絶縁基板1との接合強度を高めるために、各パッド部611,621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。
 パッド部611には、半導体素子31および保護素子39Aが搭載されている。パッド部611には、図示しない導電性接合材により、半導体素子31の裏面電極313(ドレイン電極)および保護素子39Aの裏面電極392(カソード電極)が接合されている。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、あるいは焼結金属などが採用される。これにより、半導体素子31の裏面電極313と保護素子39Aの裏面電極392とが導通する。半導体素子31の素子裏面31bおよび保護素子39Aの裏面(z1方向を向く面)は、パッド部611に対向している。パッド部611が、「第1パッド部」の一例である。
 パッド部621には、半導体素子32および保護素子39Bが搭載されている。パッド部621には、図示しない導電性接合材により、半導体素子32の裏面電極323(ドレイン電極)および保護素子39Bの裏面電極392(カソード電極)が接合されている。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、あるいは焼結金属などが採用される。これにより、半導体素子32の裏面電極323と保護素子39Bの裏面電極392とが導通する。半導体素子32の素子裏面32bおよび保護素子39Bの裏面(z1方向を向く面)は、パッド部621に対向している。パッド部621が、「第2パッド部」の一例である。
 各端子部612,622は、樹脂部材8から露出する。各端子部612,622は、z2方向に屈曲している。各端子部612,622は、電子装置A1の外部端子である。パッド部611が半導体素子31の裏面電極313(ドレイン電極)に導通することから、端子部612には、半導体素子31のドレイン電流が流れる。また、パッド部621が半導体素子32の裏面電極323(ドレイン電極)に導通することから、端子部622には、半導体素子32のドレイン電流が流れる。端子部612が、「第1端子部」の一例であり、端子部622が、「第2端子部」の一例である。
 2つのリード63,64はそれぞれ、樹脂部材8により支持される。リード63は、図3に示すように、パッド部631および端子部632を含む。パッド部631と端子部632とは繋がっている。リード64は、図3に示すように、パッド部641および端子部642を含む。パッド部641と端子部642とは繋がっている。リード63が、「第3リード」の一例であり、リード64が、「第4リード」の一例である。
 各パッド部631,641はそれぞれ、樹脂部材8に覆われている。各パッド部631,641は、平面視において、絶縁基板1に重ならない。各パッド部631,641には、複数の接続部材72がそれぞれ接合されている。パッド部631に接合された各接続部材72は、各半導体素子32の主面電極322にも接合されている。これにより、パッド部631は、各接続部材72を介して、半導体素子32の主面電極322(ソース電極)に導通する。パッド部641に接合された各接続部材72は、各半導体素子31の主面電極312にも接合されている。これにより、パッド部641は、各接続部材72を介して、半導体素子31の主面電極312(ソース電極)に導通する。
 各端子部632,642は、樹脂部材8から露出する。各端子部632,642は、z2方向に屈曲している。各端子部632,642は、電子装置A1の外部端子である。パッド部631が半導体素子32の主面電極322(ソース電極)に導通することから、端子部632には、半導体素子32のソース電流が流れる。また、パッド部641が半導体素子31の主面電極312(ソース電極)に導通することから、端子部642には、半導体素子31のソース電流が流れる。
 複数のリード69はそれぞれ、樹脂部材8に支持されるともに、絶縁基板1により支持される。各リード69は、図3に示すように、パッド部691および端子部692を含む。各リード69において、パッド部691と端子部692とは繋がっている。
 各パッド部691は、樹脂部材8に覆われている。パッド部691は、絶縁基板1の基板主面11上に配置されており、平面視において、絶縁基板1に重なる。各パッド部691は、図示しない導電性接合材により、配線部2の各パッド部21に接合されている。各パッド部691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4a,4b(制御部41)に導通する。よって、各パッド部691は、配線部2を介して、各制御素子4a,4b(制御部41)に導通する。
 各端子部692は、樹脂部材8から露出する。各端子部692は、z2方向に屈曲している。各端子部692は、電子装置A1の外部端子である。各パッド部691が制御素子4a,4b(制御部41)に導通することから、端子部692は、制御部41への各種制御信号の入力端子または制御部41からの各種制御信号の出力端子、もしくは、各制御素子4a,4bの動作電力の入力端子である。
 複数のリード60はそれぞれ、樹脂部材8に支持されるとともに、絶縁基板1により支持される。各リード60は、各サーミスタ5aに導通する。本実施形態では、2つのサーミスタ5aのそれぞれに対して、2つのリード60が設けられている。つまり、電子装置A1は、4つのリード60を備えている。各リード60は、図3に示すように、パッド部601および端子部602を含む。各リード60において、パッド部601と端子部602とは導通する。
 各パッド部601は、樹脂部材8に覆われている。各パッド部601は、絶縁基板1の基板主面11上に配置されており、平面視において、絶縁基板1に重なる。各パッド部601は、図示しない導電性接合材により、配線部2の各パッド部21に接合されている。各パッド部601が接合された各パッド部21は、各接続配線22を介して、2つのサーミスタ5aのいずれかに導通する。よって、各パッド部601は、配線部2を介して、各サーミスタ5aに導通する。
 各端子部602は、樹脂部材8から露出する。各端子部602は、z2方向に屈曲している。各端子部602は、x方向に見て、各端子部692に重なる。各端子部602は、電子装置A1の外部端子である。各パッド部601がサーミスタ5aに導通することから、各端子部602は、温度検出端子である。
 リードフレーム6では、パッド部611とパッド部621とは、x方向に第1の離隔領域S1を隔てて配置されている。なお、本開示において、「領域」とは、3次元の広がり を含む概念であり、その広がりに物体が存在か否かは限定されない。制御部41は、この第1の離隔領域S1に配置されている。このため、制御部41は、図8に示すように、y方向に見て、そのすべてが第1の離隔領域S1に重なる。また、制御部41は、図3に示すように、x方向に見て、そのすべてが第1の離隔領域S1に重なる。本実施形態では、第1の離隔領域S1には、リードフレーム6が存在しない。本実施形態では、一部の受動素子5も、第1の離隔領域S1に配置されている。
 複数の接続部材71~74はそれぞれ、互いに離間する2つの部材を導通させる。複数の接続部材71~74はそれぞれ、ボンディングワイヤである。複数の接続部材71~74はそれぞれ、適宜、ボンディングワイヤの代わりに、板状のリード部材を用いてもよい。
 複数の接続部材71はそれぞれ、図3に示すように、各半導体素子31,32の各制御電極311,321(ゲート電極)と各パッド部21とに接合され、各制御電極311,321と各パッド部21とを導通させる。各接続部材71が接合された各パッド部21は、各接続配線22を介して、2つの制御素子4a,4bのいずれか(制御部41)に導通する。各接続部材71の構成材料としては、たとえばAuが採用されるが、CuやAlを採用してもよい。接続部材71の線径および本数は、図3に示す例に限定されない。
 複数の接続部材72はそれぞれ、図3に示すように、各半導体素子31,32の主面電極312,322(ソース電極)と、各リード64,64のパッド部641,631に接合され、各主面電極312,322と各パッド部641,631とを導通させる。複数の接続部材72のうち、半導体素子31の主面電極312とリード64のパッド部641とに接合されたものは、図3および図6に示すように、その中間部分において、保護素子39Aの主面電極391にも接合されている。これにより、半導体素子31の主面電極312(ソース電極)と保護素子39Aの主面電極391(アノード電極)とが導通する。また、複数の接続部材72のうち、半導体素子32の主面電極322とリード63のパッド部631とに接合されたものは、図3に示すように、その中間部分において、保護素子39Bの主面電極391にも接合されている。これにより、半導体素子32の主面電極322(ソース電極)と保護素子39Bの主面電極391(アノード電極)とが導通する。各接続部材72の構成材料としては、たとえばAlやCuが採用されるが、Auを採用してもよい。複数の接続部材72の線径および本数は、図3に示す例に限定されない。
 図3および図6に示す例では、主面電極312(半導体素子31)と主面電極391(保護素子39A)とパッド部641(リード64)とが、接続部材72により、互いに導通しているが、これに限定されない。たとえば、当該接続部材72の代わりに、主面電極312と保護素子39Aの主面電極391とを導通させるワイヤと、保護素子39Aの主面電極391とパッド部641とを導通させるワイヤとを別々に設けてもよい。また、当該接続部材72の代わりに、主面電極312とパッド部641とを導通させるワイヤと、主面電極312と保護素子39Aの主面電極391とを導通させるワイヤとを別々に設けてもよい。主面電極322(半導体素子32)と主面電極391(保護素子39B)とパッド部631(リード63)とを導通する接続部材72においても同様である。
 複数の接続部材73はそれぞれ、図3に示すように、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4aと配線部2とを導通させる。各接続部材73の構成材料としては、たとえばAuが採用されるが、CuやAlを採用してもよい。複数の接続部材73の線径および本数は、図3に示す例に限定されない。
 接続部材74は、半導体素子32の主面電極322とパッド部21とに接合され、主面電極322とパッド部21とを導通させる。これにより、配線部2には、半導体素子32 の主面電極322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。接続部材74の構成材料としては、たとえばAuが採用されるが、CuやAlを採用してもよい。接続部材74の線径および本数は、図3に示す例に限定されない。図示された例とは異なり、半導体素子31の主面電極312とパッド部21とに接合された接続部材74をさらに備えていてもよい。
 樹脂部材8は、絶縁基板1(基板裏面12を除く)、配線部2、2つの半導体素子31,32、制御部41、複数の受動素子5、リードフレーム6の一部、および、複数の接続部材71~74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、図1~図8に示すように、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、図6~図8に示すように、z方向に離間している。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。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8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、面一でなくてもよい。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。図2および図3に示すように、2つの樹脂側面831,832は、x方向に離間している。樹脂側面831は、x1方向を向き、樹脂側面832は、x2方向を向く。図2および図3に示すように、2つの樹脂側面833,834は、y方向に離間している。樹脂側面833は、y1方向を向き、樹脂側面834は、y2方向を向く。図示された例では、各樹脂側面831~834は、z方向の中央部分が屈曲した面で構成されているが、屈曲していない平坦面であってもよい。
 電子装置A1では、複数のリード61~64はそれぞれ、樹脂側面833から突き出ており、複数のリード69はそれぞれ、樹脂側面834から突き出ている。よって、各半導体素子31,32に導通する電力用の端子と、制御部41(各制御素子4a,4b)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。
 電子装置A1の作用および効果は、次の通りである。
 電子装置A1は、絶縁基板1と基板主面11上に形成された配線部2を備えている。配線部2は、半導体素子31,32を制御するための制御信号(たとえば第1駆動信号や第2駆動信号)を伝送しており、当該制御信号の伝達経路を構成する。たとえば、各半導体素子31,32の駆動を制御するための駆動信号は、制御部41(制御素子4a,4b)から出力され、配線部2および各接続部材71を介して、各制御電極311,321に入力される。配線部2は、たとえば、銀ペーストを印刷した後に、これを焼成することにより形成されている。この構成によると、たとえば金属製のリードフレームによって制御信号の伝達経路を構成する場合と比べて、当該伝達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は、高集積化が可能となる。
 電子装置A1では、半導体素子31が接合されたパッド部611と、半導体素子32が接合されたパッド部621とは、x方向において、第1の離隔領域S1を隔てて配置されている。そして、各半導体素子31,32を制御する制御部41は、y方向に見て、第1の離隔領域S1に重なる。この構成によると、制御部41から半導体素子31までの距離と、制御部41から半導体素子32までの距離との差を小さくすることが可能となる。これにより、制御部41(制御素子4a)から半導体素子31(制御電極311)に入力される第1駆動信号と、制御部41(制御素子4b)から半導体素子32(制御電極321 )に入力される第2駆動信号との伝達時間の差を小さくすることが可能となる。
 電子装置A1では、半導体素子31は、パッド部611に接合されており、半導体素子31の裏面電極313とリード61とが導通する。また、半導体素子31の主面電極312は、複数の接続部材72を介して、リード64に導通する。同様に、半導体素子32は、パッド部621に接合されており、半導体素子32の裏面電極323とリード62とが導通する。また、半導体素子32の主面電極322は、複数の接続部材72を介して、リード63に導通する。この構成によれば、各半導体素子31,32への比較的大きな電流が流れるの経路を、複数のリード61~64(リードフレーム6)により構成される。これにより、各半導体素子31,32への電流経路を配線部2で構成した場合よりも、当該電流経路における許容電流を高めることができる。つまり、電子装置A1は、各半導体素子31,32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、リードフレーム6(リード61,62)は、絶縁基板1よりも熱伝導率が高い。これにより、絶縁基板1の採用によって低下しうる各半導体素子31,32からの放熱の低下を抑制できる。特に、各半導体素子31,32は、各リード61,62のパッド部611,621上に搭載されていることから、各半導体素子31,32からの熱を各リード61,62へとより効率よく伝達できる。また、各リード61,62が樹脂部材8から露出していることにより、外部から各半導体素子31,32への導通経路を構成するとともに、各半導体素子31,32の放熱特性をより確保できる。さらに、絶縁基板1の基板裏面12は、樹脂部材8(樹脂裏面82)から露出していることにより、各半導体素子31,32から絶縁基板1に伝わった熱を、より効率よく外部に放熱できる。
 電子装置A1では、制御素子4aが樹脂パッケージ401によって覆われ、制御装置40を構成している。制御装置40に代えて、制御素子4aを用いる場合、制御素子4aのままでは出荷検査に必要な高電圧高電流を流すことができないので、樹脂部材8によって覆われた完成品になるまで出荷検査を行うことができない。この場合、出荷検査で不良品と判定されると、制御素子4a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4a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、実装する前に制御装置40の検査を行って、不良品だけを廃棄できる。つまり、電子装置A1は、良品の制御装置40だけを用いて製造できるので、正常な部品が無駄になることを抑制できる。また、制御素子4aを制御装置40として構成することで、基板主面11のうち平面視において制御装置40の重なる領域にも、配線部2を形成できる(図3参照)。
 第1実施形態では、制御部41(2つの制御素子4a,4b)は、x方向に見て、そのすべてが第1の離隔領域S1に重なる場合を示したが、これに限定されない。たとえば、図10に示すように、x方向に見て、制御部41の一部が第1の離隔領域S1に重なっていてもよい。また、x方向に見て、制御部41が第1の離隔領域S1に重なっていなくてもよい。これらの変形例においては、制御部41が、次のように配置されるとよい。それは、制御部41が、図10に示すように、y方向において、第1の離隔領域S1よりも各リード69が配置される側に、寄っているとよい。
 第1実施形態では、制御部41が2つの制御素子4a,4bを含み、各制御素子4a、4bによって各半導体素子31,32の駆動が制御される例を示したが、これに限定されない。たとえば、図11に示すように、1つの制御素子4cによって、2つの半導体素子31,32の各駆動が制御されてもよい。図11は、このような変形例にかかる電子装置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。制御素子4cは、半導体素子31(制御電極311)に第1駆動信号を入力するとともに、半導体素子32(制御電極321)に第2駆動信号を入力する。図11においては、制御素子4cは、樹脂パッケー ジ401に覆われ、制御装置40として構成されているが、樹脂パッケージ401に覆われていなくてもよい。
 図12および図13は、第2実施形態にかかる電子装置A2を示している。図12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13は、電子装置A2の回路構成を示す回路図である。
 電子装置A2は、図12および図13に示すように、電子装置A1と異なり、2つの半導体素子31,32が樹脂部材8の内方において電気的に接続されている。電子装置A2において、2つの半導体素子31,32は、後述の構成により、図13に示すように、たとえば直接に接続され、レグを構成する。半導体素子31は、当該レグの上アーム回路を構成し、半導体素子32は、当該レグの下アーム回路を構成する。なお、図12および図13に示す例では、電子装置A2は、2つの保護素子39A,39Bを備えていないが、電子装置A1と同様に、これらを備えていてもよい。
 電子装置A2では、図12に示すように、半導体素子31の主面電極312に接合された複数の接続部材72が、リード64ではなく、リード62(後述のパッド部623)に接合されている。これにより、半導体素子31の主面電極312と半導体素子32の裏面電極323とが、複数の接続部材72およびリード62を介して、導通している。
 電子装置A2において、リードフレーム6のリード62は、パッド部621、端子部622およびパッド部623を含んでいる。つまり、電子装置A2のリード62は、電子装置A1のリード62と比較して、パッド部623をさらに含んでいる。パッド部623は、パッド部621と端子部622とに繋がり、これらの間に位置する。パッド部623には、半導体素子31の主面電極312に接合された複数の接続部材72がそれぞれ接合されている。また、パッド部623には、複数の受動素子5のうちの1つが接合されている。この受動素子5は、たとえばシャント抵抗5cである。シャント抵抗5cは、パッド部623(リード62)とパッド部641(リード64)とに跨って配置されており、パッド部623およびパッド部641に導通接合されている。シャント抵抗5cにより、リード62に流れる電流が分流され、リード64に伝達される。よって、端子部642には、リード62に流れる電流から分流した電流が流れる。
 電子装置A2において、2つのリード61,63の間には、たとえば電源電圧が印加される。リード61は、正極(P端子)であり、リード63は、負極(N端子)である。2つのリード61,63の間に入力された電源電圧は、2つの半導体素子31,32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。そして、当該交流電力は、リード62から出力される。よって、2つのリード61,63は、上記電源電圧の入力端子であり、リード62は、2つの半導体素子31,32により電圧変換された交流電力の出力端子である。
 電子装置A2は、さらに複数の接続部材75を備えている。各接続部材75は、たとえば、他の接続部材71~74と同様にボンディングワイヤである。各接続部材75の構成材料としては、たとえばAuが採用されるが、CuやAlを採用してもよい。各接続部材75は、リード60に導通する配線部2とサーミスタ5aに導通する配線部2とを電気的に接続する。
 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、各半導体素子31,32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、当該制御信号の伝達経 路を構成する。したがって、電子装置A2は、当該伝達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においても、電子装置A1と同様に、半導体素子31が接合されたパッド部611と、半導体素子32が接合されたパッド部621とは、x方向において、第1の離隔領域S1を隔てて配置されている。そして、各半導体素子31,32を制御する制御部41は、y方向に見て、第1の離隔領域S1に重なる。したがって、電子装置A2は、電子装置A1と同様に、制御部41(制御素子4a)から半導体素子31(制御電極311)に入力される第1駆動信号と、制御部41(制御素子4b)から半導体素子32(制御電極321)に入力される第2駆動信号との伝達時間の差を小さくすることが可能となる。
 <第3実施形態>
 図14~図16は、第3実施形態にかかる電子装置A3を示している。図14は、電子装置A3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15は、図14のXV-XV線に沿う断面図である。図15においては、各接続部材71,74を省略している。図16は、電子装置A3の回路構成を示す回路図である。
 図14~図16に示すように、電子装置A3は、電子装置A1と比較して、主に次の点で異なる。それは、電子装置A3は、4つの半導体素子31~34および2つの制御部41,42を備えている。また、電子装置A3は、リードフレーム6が複数のリード65~68をさらに含んでいる。
 2つの半導体素子33,34はそれぞれ、たとえば、各半導体素子31,32と同様に電力を制御するパワートランジスタである。各半導体素子33,34は、たとえば、SiC基板からなるMOSFETである。半導体素子33は、リード65(後述のパッド部651)の上に配置され、半導体素子34は、リード66(後述のパッド部661)の上に配置されている。半導体素子33が、「第3半導体素子」の一例であり、半導体素子34が、「第4半導体素子」の一例である。
 半導体素子33は、半導体素子31と同様に構成される。半導体素子33は、素子主面33a(第3素子主面)、素子裏面33b(第3素子裏面)、制御電極331(第3制御電極)、主面電極332(第3主面電極)および裏面電極333(第3裏面電極)を有する。素子主面33aは、半導体素子31の素子主面31aと同様に構成され、素子裏面33bは、半導体素子31の素子裏面31bと同様に構成される。また、制御電極331、主面電極332、裏面電極333は、半導体素子31の制御電極311、主面電極312、裏面電極313とそれぞれ同様に構成される。半導体素子33がMOSFETで構成された例において、制御電極331は、たとえばゲート電極であり、主面電極332は、たとえばソース電極であり、裏面電極333は、たとえばドレイン電極である。
 半導体素子34は、半導体素子32と同様に構成される。半導体素子34は、素子主面34a(第4素子主面)、素子裏面34b(第4素子裏面)、制御電極341(第4制御電極)、主面電極342(第4主面電極)および裏面電極343(第4裏面電極)を有する。素子主面34aは、半導体素子32の素子主面32aと同様に構成され、素子裏面34bは、半導体素子32の素子裏面32bと同様に構成される。また、制御電極341、主面電極342、裏面電極343は、半導体素子32の制御電極321、主面電極322、裏面電極323とそれぞれ同様に構成される。半導体素子34がMOSFETで構成された例において、制御電極341は、たとえばゲート電極であり、主面電極342は、たとえばソース電極であり、裏面電極343は、たとえばドレイン電極である。
 半導体素子33は、制御部42(後述の制御素子4c)から制御電極331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。半導体素子33が導通状態のとき、裏面電極333(ドレイン電極)から主面電極332(ソース電極)に電流が流れ、半導体素子33が遮断状態のとき、この電流が流れない。半導体素子34も同様に、制御部42(後述の制御素子4c)から制御電極341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。半導体素子34が導通状態のとき、裏面電極343(ドレイン電極)から主面電極342(ソース電極)に電流が流れ、半導体素子34が遮断状態のとき、この電流が流れない。
 図14および図15に示すように、複数の半導体素子31~34は、x方向において、次の順に並んでいる。それは、x2方向からx1方向に向かって、半導体素子31、半導体素子32、半導体素子33、半導体素子34の順である。複数の半導体素子31~34は、x方向に見て、互いに重なる。
 制御部42は、各半導体素子33,34の駆動を制御する。制御部42は、半導体素子33を上アーム(第2上アーム)として動作させ、半導体素子34を下アーム(第2下アーム)として動作させる。制御部42は、基板主面11上に配置されている。制御部42は、制御部41とx方向に並んでおり、x方向に見て、制御部41に重なる。制御部42は、平面視において、リードフレーム6に重ならず、リードフレーム6から離間している。制御部42が、「第2制御部」の一例である。
 制御部42は、制御素子4cを含む。制御部42の制御素子4cは、2つの半導体素子33,34の各駆動を制御する。具体的には、当該制御素子4cは、半導体素子33の制御電極331(ゲート電極)に第3駆動信号(たとえばゲート電圧)を入力することで、半導体素子33のスイッチング動作を制御する。制御部42の制御素子4cは、半導体素子33を上アームとして動作させる第3駆動信号を生成する。また、当該制御素子4cは、半導体素子34の制御電極341(ゲート電極)に第4駆動信号(たとえばゲート電圧)を入力することで、半導体素子34のスイッチング動作を制御する。制御部42の制御素子4cは、半導体素子34を下アームとして動作させる第4駆動信号を生成する。
 電子装置A3のリードフレーム6は、図14に示すように、上述のとおり、複数のリード61~64,69の他、複数のリード65~68を含んでいる。
 2つのリード65,66はそれぞれ、樹脂部材8により支持されるとともに、絶縁基板1により支持される。リード65は、図14に示すように、パッド部651および端子部652を含む。パッド部651と端子部652とは繋がっている。リード66は、図14に示すように、パッド部661および端子部662を含む。パッド部661と端子部662とは繋がっている。
 各パッド部651,661は、樹脂部材8に覆われている。各パッド部651,661は、絶縁基板1の基板主面11上に配置されており、平面視において、絶縁基板1に重なる。各パッド部651,661は、たとえば平面視矩形状である。各パッド部651,661は、図示しない接合材により、基板主面11に接合されている。各パッド部651,661と絶縁基板1との接合強度を高めるために、各パッド部651,661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。
 パッド部651には、半導体素子33が搭載されている。パッド部651には、図示しない導電性接合材により、半導体素子33の裏面電極333(ドレイン電極)が導通接合されている。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、あるいは焼 結金属などが採用される。半導体素子33の素子裏面33bは、パッド部651に対向している。パッド部651が、「第3パッド部」の一例である。
 パッド部661には、半導体素子34が搭載されている。パッド部661には、図示しない導電性接合材により、半導体素子34の裏面電極343(ドレイン電極)が導通接合されている。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、あるいは焼結金属などが採用される。半導体素子34の素子裏面34bは、パッド部661に対向している。パッド部661が、「第4パッド部」の一例である。
 各端子部652,662は、樹脂部材8から露出する。各端子部652,662は、z2方向に屈曲している。各端子部652,662は、電子装置A3の外部端子である。パッド部651が半導体素子33の裏面電極333に導通することから、端子部652には、半導体素子33のドレイン電流が流れる。また、パッド部661が半導体素子34の裏面電極343に導通することから、端子部662には、半導体素子34のドレイン電流が流れる。
 2つのリード67,68はそれぞれ、樹脂部材8により支持される。リード67は、図14に示すように、パッド部671および端子部672を含む。パッド部671と端子部672とは繋がっている。リード68は、図14に示すように、パッド部681および端子部682を含む。パッド部681と端子部682とは繋がっている。
 各パッド部671,681はそれぞれ、樹脂部材8に覆われている。各パッド部671,681は、平面視において、絶縁基板1に重ならない。各パッド部671,パッド部681には、複数の接続部材72がそれぞれ接合されている。パッド部671に接合された各接続部材72は、各半導体素子34の主面電極342に接合されている。これにより、パッド部671は、各接続部材72を介して、半導体素子34の主面電極342(ソース電極)に導通する。パッド部681に接合された各接続部材72は、各半導体素子33の主面電極332に接合されている。これにより、パッド部681は、各接続部材72を介して、半導体素子33の主面電極332(ソース電極)に導通する。
 各端子部672,682は、樹脂部材8から露出する。各端子部672,682は、z2方向に屈曲している。各端子部672,682は、電子装置A3の外部端子である。パッド部671が半導体素子34の主面電極342(ソース電極)に導通することから、端子部672には、半導体素子34のソース電流が流れる。また、パッド部681が半導体素子33の主面電極332(ソース電極)に導通することから、端子部682には、半導体素子33のソース電流が流れる。
 図14および図15に示すように、電子装置A3のリードフレーム6において、複数のパッド部611,621,651,661は、x方向において、次の順に並んでいる。それは、x2方向からx1方向に向かって、パッド部611、パッド部621、パッド部651、パッド部661の順である。複数のパッド部611,621,651,661は、x方向に見て、重なっている。
 電子装置A3のリードフレーム6は、第1実施形態および第2実施形態と同様に、パッド部611とパッド部621とが、x方向に第1の離隔領域S1を隔てて配置されている。制御部41は、y方向に見て、第1の離隔領域S1に重なる。本実施形態では、制御部41は、x方向に見て、第1の離隔領域S1には重ならず、y方向において各パッド部611,621よりも、各リード69が配置される側(y2方向側)に位置する。本実施形態では、第1の離隔領域S1には、リードフレーム6が存在しない。
 電子装置A3のリードフレーム6では、パッド部651とパッド部661とは、x方向に第2の離隔領域S2を隔てて配置されている。第2の離隔領域S2は、第1の離隔領域S1とx方向に並んでいる。制御部42は、y方向に見て、第2の離隔領域S2に重なる。本実施形態では、制御部42は、x方向に見て、第2の離隔領域S2には重ならず、y方向において各パッド部651,661よりも、各リード69が配置される側(y2方向側)に位置する。本実施形態では、第2の離隔領域S2には、リードフレーム6が存在しない。
 電子装置A3においても、電子装置A1,A2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、配線部2は、各半導体素子31~34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、当該制御信号の伝達経路を構成する。したがって、電子装置A3は、当該伝達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A3においても、電子装置A1,A2と同様に、半導体素子31が接合されたパッド部611と、半導体素子32が接合されたパッド部621とは、x方向において、第1の離隔領域S1を隔てて配置されている。そして、各半導体素子31,32を制御する制御部41は、y方向に見て、第1の離隔領域S1に重なる。したがって、電子装置A3は、電子装置A1と同様に、制御部41(制御素子4c)から半導体素子31(制御電極311)に入力される第1駆動信号と、制御部41(制御素子4c)から半導体素子32(制御電極321)に入力される第2駆動信号との伝達時間の差を小さくすることが可能となる。
 電子装置A3では、半導体素子33が接合されたパッド部651と、半導体素子34が接合されたパッド部661とは、x方向において、第2の離隔領域S2を隔てて配置されている。そして、各半導体素子33,34を制御する制御部42は、y方向に見て、第2の離隔領域S2に重なる。したがって、電子装置A3は、制御部42(制御素子4c)から半導体素子33(制御電極331)に入力される第3駆動信号と、制御部42(制御素子4c)から半導体素子34(制御電極341)に入力される第4駆動信号との伝達時間の差を小さくすることが可能となる。
 図17および図18は、第4実施形態にかかる電子装置A4を示している。図17は、電子装置A4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18は、電子装置A4の回路構成を示す回路図である。
 電子装置A4は、図17および図18に示すように、電子装置A3と異なり、樹脂部材8の内方において、2つの半導体素子31,32が電気的に接続され、かつ、2つの半導体素子33,34が電気的に接続されている。電子装置A4では、後述の構成により、図18に示すように、2つの半導体素子31,32が、直列に接続され、レグを構成する。当該レグにおいて、半導体素子31は、上アーム回路を構成し、半導体素子32は、下アーム回路を構成する。また、2つの半導体素子33,34が、図18に示すように、直列に接続され、レグを構成する。当該レグにおいて、半導体素子33は、上アーム回路を構成し、半導体素子34は、下アーム回路を構成する。
 電子装置A4では、図17に示すように、半導体素子31の主面電極312に接合された接続部材72が、リード64ではなく、リード62(パッド部623)に接合されている。これにより、半導体素子31の主面電極312と半導体素子32の裏面電極323とが、接続部材72およびリード62を介して、導通している。また、電子装置A4では、図17に示すように、半導体素子33の主面電極332に接合された接続部材72が、リ ード66(後述のパッド部663)に接合されている。これにより、半導体素子33の主面電極332と半導体素子34の裏面電極343とが、接続部材72およびリード66を介して、導通している。
 リードフレーム6のリード66は、電子装置A3のリード66と比較して、パッド部663をさらに含んでいる。パッド部663は、パッド部661と端子部662とに繋がる。パッド部663には、半導体素子33の主面電極332に接合された接続部材72が接合されている。
 電子装置A4では、電子装置A2と同様に、2つのリード61,63は、電源電圧の入力端子であり、リード62は、2つの半導体素子31,32により電圧変換された交流電力の出力端子である。また、電子装置A4では、2つのリード65,67の間には、たとえば電源電圧が印加される。リード66は、正極(P端子)であり、リード67は、負極(N端子)である。2つのリード66,67の間に入力された電源電圧は、2つの半導体素子33,34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。そして、当該交流電力は、リード66から出力される。よって、2つのリード65,67は、上記電源電圧の入力端子であり、リード66は、2つの半導体素子33,34により電圧変換された交流電力の出力端子である。
 電子装置A4においても、電子装置A3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、配線部2は、各半導体素子31~34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、当該制御信号の伝達経路を構成する。したがって、電子装置A4は、当該伝達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A4においても、電子装置A3と同様に、制御部41が、y方向に見て、第1の離隔領域S1に重なり、制御部42が、y方向に見て、第2の離隔領域S2に重なる。したがって、電子装置A4は、電子装置A3と同様に、第1駆動信号と第2駆動信号との伝達時間の差を小さくすることが可能であるとともに、第3駆動信号と第4駆動信号との伝達時間の差を小さくすることが可能である。
 図19および図20は、第5実施形態にかかる電子装置A5を示している。図19は、電子装置A5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20は、電子装置A5の回路構成を示す回路図である。
 図19に示すように、電子装置A5は、4つの半導体素子31~34の配列が、電子装置A4と異なる。それに伴い、リードフレーム6の構成が適宜変更されている。
 電子装置A5では、4つの半導体素子31~34は、x2方向からx1方向に向かって、半導体素子31、半導体素子32、半導体素子34、半導体素子33の順に並んでいる。これに伴い、4つのパッド部611,621,651,661は、x2方向からx1方向に向かって、パッド部611、パッド部621、パッド部661、パッド部651の順に並んでいる。よって、パッド部621とパッド部661とは、x方向に隣り合っている。
 電子装置A5のリードフレーム6は、リード67を含んでいない。このため、半導体素子34の主面電極342に接合された接続部材72は、パッド部631(リード63)に接合されている。これにより、主面電極342(半導体素子34)と主面電極322(半導体素子32)とが、2つの接続部材72およびリード63を介して、導通している。つ まり、電子装置A5では、図20に示すように、2つの半導体素子31,32からなるレグの負極(N端子)と、2つの半導体素子33,34からなるレグの負極(N端子)とが、共通化されている。
 電子装置A5においても、電子装置A3,A4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、配線部2は、各半導体素子31~34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、当該制御信号の伝達経路を構成する。したがって、電子装置A5は、当該伝達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A5においても、電子装置A3,A4と同様に、制御部41が、y方向に見て、第1の離隔領域S1に重なり、制御部42が、y方向に見て、第2の離隔領域S2に重なる。したがって、電子装置A5は、電子装置A3,A4と同様に、第1駆動信号と第2駆動信号との伝達時間の差を小さくすることが可能であるとともに、第3駆動信号と第4駆動信号との伝達時間の差を小さくすることが可能である。
 電子装置A5では、半導体素子32の主面電極322に接合された接続部材72と、半導体素子34の主面電極342に接合された接続部材72とはそれぞれ、パッド部631(リード63)に接合されている。この構成によると、リード67がリード63に統合されるため、リード67が不要となる。つまり、リード63とリード67との共通化が可能となり、電子装置A5の外部端子の数を減らすことができる。
 図21および図22は、第6実施形態にかかる電子装置A6を示している。図21は、電子装置A6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22は、電子装置A6の回路構成を示す回路図である。
 図21に示すように、電子装置A6は、4つの半導体素子31~34の配列が、電子装置A4,A5と異なる。それに伴い、リードフレーム6の構成が適宜変更されている。
 電子装置A6では、4つの半導体素子31~34は、x2方向からx1方向に向かって、半導体素子32、半導体素子31、半導体素子33、半導体素子34の順に並んでいる。
 電子装置A6では、リードフレーム6はリード65を含んでおらず、半導体素子33が、パッド部611(リード61)に搭載されている。半導体素子33は、裏面電極333がパッド部611に導通接合されている。これにより、裏面電極333(半導体素子33)と裏面電極313(半導体素子31)とが、リード61を介して、導通している。つまり、電子装置A6では、図22に示すように、2つの半導体素子31,32からなるレグの正極(P端子)と、2つの半導体素子33,34からなるレグの正極(P端子)とが、共通化されている。
 図21に示すように、パッド部611は、x方向において、パッド部621とパッド部661との間に挟まれている。パッド部611とパッド部621とは、第1の離隔領域S1を隔てて配置されている。パッド部611とパッド部661とは、第2の離隔領域S2を隔てて配置されている。第1の離隔領域S1と第2の離隔領域S2とは、x方向に並んでいる。
 電子装置A6においても、電子装置A3~A5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、配線部2は、各半導体素子31~34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、当該制御信号の伝達経路を構成する。したがって、電子装置A6は、当該伝達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A6においても、電子装置A3~A5と同様に、制御部41が、y方向に見て、第1の離隔領域S1に重なり、制御部42が、y方向に見て、第2の離隔領域S2に重なる。したがって、電子装置A6は、電子装置A3~A5と同様に、第1駆動信号と第2駆動信号との伝達時間の差を小さくすることが可能であるとともに、第3駆動信号と第4駆動信号との伝達時間の差を小さくすることが可能である。
 電子装置A6では、半導体素子31の裏面電極313と半導体素子33の裏面電極333とが、パッド部611(リード61)に接合されている。この構成によると、リード65がリード61に統合されるため、リード65が不要となる。つまり、リード61とリード65との共通化が可能となり、電子装置A6の外部端子の数を減らすことができる。
 第3実施形態ないし第6実施形態では、各電子装置A3~A6が受動素子5を備えていない例を示したが、各電子装置A3~A6に要求される仕様などに応じて、受動素子5(サーミスタ5a、抵抗器5b、シャント抵抗5cなど)を適宜設けてもよい。
 第3実施形態ないし第6実施形態では、制御部41が制御素子4cを含み、当該制御素子4cが2つの半導体素子31,32の動作を制御する例を示したが、これに限定されない。たとえば、制御部41として、半導体素子31の動作を制御する制御素子と、半導体素子32の動作を制御する制御素子と別々に設けてもよい(第1実施形態参照)。また、制御部42が制御素子4cを含み、当該制御素子4cが2つの半導体素子33,34の動作を制御する例を示したが、これに限定されない。たとえば、制御部42として、半導体素子33の動作を制御する制御素子と、半導体素子34の動作を制御する制御素子とを別々に設けてもよい。
 第2実施形態ないし第6実施形態では、x方向に見て、制御部41が第1の離隔領域S1に重ならない例を示したが、これに限定されない。たとえば、第1実施形態と同様に、x方向に見て、制御部41の全てが第1の離隔領域S1に重なるように、あるいは、図10に示す変形例と同様に、x方向に見て、制御部41の一部が第1の離隔領域S1に重なるように、配線部2およびリードフレーム6などの構成(形状や配置など)を変更してもよい。同様に、第3実施形態ないし第6実施形態では、x方向に見て、制御部42が第2の離隔領域S2に重ならない例を示したが、これに限定されない。たとえば、x方向に見て、制御部42の全てが第2の離隔領域S2に重なるように、あるいは、x方向に見て、制御部42の一部が第2の離隔領域S2に重なるように、配線部2およびリードフレーム6などの構成を変更してもよい。
 第2実施形態ないし第6実施形態では、各電子装置A2~A6が、各保護素子39A,39Bを備えていない例を示したが、これに限定されず、必要に応じて、保護素子39A,39Bを設けてもよい。
 第1実施形態ないし第6実施形態において、配線部2の形状および配置と、リードフレーム6(各リード60~69)の形状および配置とはそれぞれ、図示された例に限定されず、要求される仕様や回路構成などに応じて適宜変更されうる。
 本開示にかかる電子装置は、上記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。たとえば、本開示の電子装置は、以下の付記に関する実施形態を含む。
[付記1]
 厚さ方向の一方を向く基板主面を有する絶縁基板と、
 前記基板主面上に形成され、導電性材料からなる配線部と、
 前記基板主面上に配置されたリードフレームと、
 前記リードフレームに導通する第1半導体素子および第2半導体素子と、
 前記配線部に導通し、かつ、前記第1半導体素子を第1上アームとして動作させつつ、前記第2半導体素子を第1下アームとして動作させる第1制御部と、
を備えており、
 前記リードフレームは、前記第1半導体素子が接合された第1パッド部、および、前記第2半導体素子が接合された第2パッド部を含み、
 前記第1パッド部と前記第2パッド部とは、前記配線部から離間し、かつ、前記厚さ方向に直交する第1方向に第1の離隔領域を隔てて配置されており、
 前記第1制御部は、前記厚さ方向に見て前記リードフレームから離間しており、かつ、前記厚さ方向および前記第1方向に直交する第2方向に見て、前記第1の離隔領域に重なる、電子装置。
[付記2]
 前記第1制御部の少なくとも一部は、前記第1方向に見て、前記第1の離隔領域に重なる、付記1に記載の電子装置。
[付記3]
 前記第1半導体素子は、前記基板主面と同じ方向を向く第1素子主面および前記第1素子主面に形成された第1制御電極を有しており、
 前記第2半導体素子は、前記基板主面と同じ方向を向く第2素子主面および前記第2素子主面に形成された第2制御電極を有しており、
 前記第1制御部は、前記第1半導体素子の駆動を制御するための第1駆動信号を前記第1制御電極に入力し、前記第2半導体素子の駆動を制御するための第2駆動信号を前記第2制御電極に入力する、付記1または付記2に記載の電子装置。
[付記4]
 前記第1制御部は、前記第1駆動信号を出力する第1制御素子と、前記第2駆動信号を出力する第2制御素子とを含む、付記3に記載の電子装置。
[付記5]
 前記第1半導体素子は、前記第1パッド部に対向する第1素子裏面および前記第1素子裏面に形成された第1裏面電極を有し、
 前記第1裏面電極は、前記第1パッド部に導通接合されており、
 前記第2半導体素子は、前記第2パッド部に対向する第2素子裏面および前記第2素子裏面に形成された第2裏面電極を有し、
 前記第2裏面電極は、前記第2パッド部に導通接合されている、付記3または付記4に記載の電子装置。
[付記6]
 前記第1半導体素子は、前記第1素子主面に形成された第1主面電極をさらに有しており、前記第1駆動信号に応じて、前記第1裏面電極と前記第1主面電極とが導通し、
 前記第2半導体素子は、前記第2素子主面に形成された第2主面電極をさらに有しており、前記第2駆動信号に応じて、前記第2裏面電極と前記第2主面電極とが導通する、付記5に記載の電子装置。
[付記7]
 前記リードフレームは、互いに離間する第1リードおよび第2リードを含み、
 前記第1リードは、前記第1パッド部と当該第1パッド部に繋がる第1端子部を含み、
 前記第2リードは、前記第2パッド部と当該第2パッド部に繋がる第2端子部を含む、付記6に記載の電子装置。
[付記8]
 前記リードフレームは、前記第1リードおよび前記第2リードから離間する第3リードをさらに含み、
 前記第2主面電極は、前記第3リードに導通する、付記7に記載の電子装置。
[付記9]
 前記第1主面電極は、前記第2リードに導通する、付記8に記載の電子装置。
[付記10]
 前記リードフレームは、前記第1リード、前記第2リードおよび前記第3リードから離間する第4リードをさらに含み、
 前記第1主面電極は、前記第4リードに導通する、付記8に記載の電子装置。
[付記11]
 前記リードフレームに導通する第3半導体素子および第4半導体素子をさらに備え、
 前記リードフレームは、前記第3半導体素子が接合された第3パッド部、および、前記第4半導体素子が接合された第4パッド部を含み、
 前記第3パッド部と前記第4パッド部とは、前記配線部から離間し、かつ、前記第1方向に第2の離隔領域を隔てて配置されている、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]
 前記配線部に導通し、かつ、前記第3半導体素子を第2上アームとして動作させつつ、前記第4半導体素子を第2下アームとして動作させる第2制御部をさらに備え、
 前記第2制御部は、前記厚さ方向に見て前記リードフレームから離間しており、かつ、前記第2方向に見て、前記第2の離隔領域に重なる、付記11に記載の電子装置。
[付記13]
 前記第1制御部と前記第2制御部とは、前記第1方向に並んでいる、付記12に記載の電子装置。
[付記14]
 前記第2制御部の少なくとも一部は、前記第1方向に見て、前記第2の離隔領域に重なる、付記12または付記13に記載の電子装置。
[付記15]
 前記第3半導体素子は、前記基板主面と同じ方向を向く第3素子主面および前記第3素子主面に形成された第3制御電極を有しており、
 前記第4半導体素子は、前記基板主面と同じ方向を向く第4素子主面および前記第4素子主面に形成された第4制御電極を有しており、
 前記第2制御部は、前記第3半導体素子の駆動を制御するための第3駆動信号を前記第3制御電極に入力し、前記第4半導体素子の駆動を制御するための第4駆動信号を前記第4制御電極に入力する、付記12ないし付記14のいずれかに記載の電子装置。
[付記16]
 前記第3半導体素子は、前記第3パッド部に対向する第3素子裏面および前記第3素子裏面に形成された第3裏面電極を有し、
 前記第3裏面電極は、前記第3パッド部に導通接合されており、
 前記第4半導体素子は、前記第4パッド部に対向する第4素子裏面および前記第4素子裏面に形成された第4裏面電極を有し、
 前記第4裏面電極は、前記第4パッド部に導通接合されている、付記15に記載の電子装置。
[付記17]
 前記第3半導体素子は、前記第3素子主面に形成された第3主面電極をさらに有しており、前記第3駆動信号に応じて、前記第3裏面電極と前記第3主面電極とが導通し、
 前記第4半導体素子は、前記第4素子主面に形成された第4主面電極をさらに有しており、前記第4駆動信号に応じて、前記第4裏面電極と前記第4主面電極とが導通する、付記16に記載の電子装置。
[付記18]
 前記第1パッド部、前記第2パッド部、前記第3パッド部および前記第4パッド部は、 前記第1方向に並んでいる、付記17に記載の電子装置。
[付記19]
 前記第2パッド部と前記第4パッド部とは、前記リードフレームにおいて、前記第1方向に隣り合っている、付記18に記載の電子装置。
[付記20]
 前記第4主面電極は、前記第3リードに導通する、付記19に記載の電子装置。
[付記21]
 前記リードフレームの一部を露出させつつ、前記絶縁基板の少なくとも一部、前記第1半導体素子、前記第2半導体素子、前記第1制御部、および、前記配線部を覆う樹脂部材をさらに備える、付記1ないし付記20のいずれかに記載の電子装置。
[付記22]
 前記絶縁基板は、セラミックからなる、付記1ないし付記21のいずれかに記載の電子装置。
A1~A6:電子装置
1   :絶縁基板
11  :基板主面
12  :基板裏面
2   :配線部
21  :パッド部
22  :接続配線
31,32,33,34:半導体素子
31a,32a,33a,34a:素子主面
31b,32b,33b,34b:素子裏面
311,321,331,341:制御電極
312,322,332,342:主面電極
313,323,333,343:裏面電極
39A,39B:保護素子
391 :主面電極
392 :裏面電極
41,42:制御部
4a,4b,4c: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  :抵抗器
5c  :シャント抵抗
6   :リードフレーム
60~69:リード
601,611,621,631,641,651,661,671,681,691:パッド部
602,612,622,632,642,652,662,672,682,692:端子部
623,663:パッド部
71~75: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
S1  :第1の離隔領域
S2  :第2の離隔領域

Claims (22)

  1.  厚さ方向の一方を向く基板主面を有する絶縁基板と、
     前記基板主面上に形成され、導電性材料からなる配線部と、
     前記基板主面上に配置されたリードフレームと、
     前記リードフレームに導通する第1半導体素子および第2半導体素子と、
     前記配線部に導通し、かつ、前記第1半導体素子を第1上アームとして動作させつつ、前記第2半導体素子を第1下アームとして動作させる第1制御部と、
    を備えており、
     前記リードフレームは、前記第1半導体素子が接合された第1パッド部、および、前記第2半導体素子が接合された第2パッド部を含み、
     前記第1パッド部と前記第2パッド部とは、前記配線部から離間し、かつ、前記厚さ方向に直交する第1方向に第1の離隔領域を隔てて配置されており、
     前記第1制御部は、前記厚さ方向に見て前記リードフレームから離間しており、かつ、前記厚さ方向および前記第1方向に直交する第2方向に見て、前記第1の離隔領域に重なる、電子装置。
  2.  前記第1制御部の少なくとも一部は、前記第1方向に見て、前記第1の離隔領域に重なる、請求項1に記載の電子装置。
  3.  前記第1半導体素子は、前記基板主面と同じ方向を向く第1素子主面および前記第1素子主面に形成された第1制御電極を有しており、
     前記第2半導体素子は、前記基板主面と同じ方向を向く第2素子主面および前記第2素子主面に形成された第2制御電極を有しており、
     前記第1制御部は、前記第1半導体素子の駆動を制御するための第1駆動信号を前記第1制御電極に入力し、前記第2半導体素子の駆動を制御するための第2駆動信号を前記第2制御電極に入力する、請求項1または請求項2に記載の電子装置。
  4.  前記第1制御部は、前記第1駆動信号を出力する第1制御素子と、前記第2駆動信号を出力する第2制御素子とを含む、請求項3に記載の電子装置。
  5.  前記第1半導体素子は、前記第1パッド部に対向する第1素子裏面および前記第1素子裏面に形成された第1裏面電極を有し、
     前記第1裏面電極は、前記第1パッド部に導通接合されており、
     前記第2半導体素子は、前記第2パッド部に対向する第2素子裏面および前記第2素子裏面に形成された第2裏面電極を有し、
     前記第2裏面電極は、前記第2パッド部に導通接合されている、請求項3または請求項4に記載の電子装置。
  6.  前記第1半導体素子は、前記第1素子主面に形成された第1主面電極をさらに有しており、前記第1駆動信号に応じて、前記第1裏面電極と前記第1主面電極とが導通し、
     前記第2半導体素子は、前記第2素子主面に形成された第2主面電極をさらに有しており、前記第2駆動信号に応じて、前記第2裏面電極と前記第2主面電極とが導通する、請求項5に記載の電子装置。
  7.  前記リードフレームは、互いに離間する第1リードおよび第2リードを含み、
     前記第1リードは、前記第1パッド部と当該第1パッド部に繋がる第1端子部を含み、
     前記第2リードは、前記第2パッド部と当該第2パッド部に繋がる第2端子部を含む、請求項6に記載の電子装置。
  8.  前記リードフレームは、前記第1リードおよび前記第2リードから離間する第3リードをさらに含み、
     前記第2主面電極は、前記第3リードに導通する、請求項7に記載の電子装置。
  9.  前記第1主面電極は、前記第2リードに導通する、請求項8に記載の電子装置。
  10.  前記リードフレームは、前記第1リード、前記第2リードおよび前記第3リードから離間する第4リードをさらに含み、
     前記第1主面電極は、前記第4リードに導通する、請求項8に記載の電子装置。
  11.  前記リードフレームに導通する第3半導体素子および第4半導体素子をさらに備え、
     前記リードフレームは、前記第3半導体素子が接合された第3パッド部、および、前記第4半導体素子が接合された第4パッド部を含み、
     前記第3パッド部と前記第4パッド部とは、前記配線部から離間し、かつ、前記第1方向に第2の離隔領域を隔てて配置されている、請求項8ないし請求項10のいずれか一項に記載の電子装置。
  12.  前記配線部に導通し、かつ、前記第3半導体素子を第2上アームとして動作させつつ、前記第4半導体素子を第2下アームとして動作させる第2制御部をさらに備え、
     前記第2制御部は、前記厚さ方向に見て前記リードフレームから離間しており、かつ、前記第2方向に見て、前記第2の離隔領域に重なる、請求項11に記載の電子装置。
  13.  前記第1制御部と前記第2制御部とは、前記第1方向に並んでいる、請求項12に記載の電子装置。
  14.  前記第2制御部の少なくとも一部は、前記第1方向に見て、前記第2の離隔領域に重なる、請求項12または請求項13のいずれかに記載の電子装置。
  15.  前記第3半導体素子は、前記基板主面と同じ方向を向く第3素子主面および前記第3素子主面に形成された第3制御電極を有しており、
     前記第4半導体素子は、前記基板主面と同じ方向を向く第4素子主面および前記第4素子主面に形成された第4制御電極を有しており、
     前記第2制御部は、前記第3半導体素子の駆動を制御するための第3駆動信号を前記第3制御電極に入力し、前記第4半導体素子の駆動を制御するための第4駆動信号を前記第4制御電極に入力する、請求項12ないし請求項14のいずれか一項に記載の電子装置。
  16.  前記第3半導体素子は、前記第3パッド部に対向する第3素子裏面および前記第3素子裏面に形成された第3裏面電極を有し、
     前記第3裏面電極は、前記第3パッド部に導通接合されており、
     前記第4半導体素子は、前記第4パッド部に対向する第4素子裏面および前記第4素子 裏面に形成された第4裏面電極を有し、
     前記第4裏面電極は、前記第4パッド部に導通接合されている、請求項15に記載の電子装置。
  17.  前記第3半導体素子は、前記第3素子主面に形成された第3主面電極をさらに有しており、前記第3駆動信号に応じて、前記第3裏面電極と前記第3主面電極とが導通し、
     前記第4半導体素子は、前記第4素子主面に形成された第4主面電極をさらに有しており、前記第4駆動信号に応じて、前記第4裏面電極と前記第4主面電極とが導通する、請求項16に記載の電子装置。
  18.  前記第1パッド部、前記第2パッド部、前記第3パッド部および前記第4パッド部は、前記第1方向に並んでいる、請求項17に記載の電子装置。
  19.  前記第2パッド部と前記第4パッド部とは、前記リードフレームにおいて、前記第1方向に隣り合っている、請求項18に記載の電子装置。
  20.  前記第4主面電極は、前記第3リードに導通する、請求項19に記載の電子装置。
  21.  前記リードフレームの一部を露出させつつ、前記絶縁基板の少なくとも一部、前記第1半導体素子、前記第2半導体素子、前記第1制御部、および、前記配線部を覆う樹脂部材をさらに備える、請求項1ないし請求項20のいずれか一項に記載の電子装置。
  22.  前記絶縁基板は、セラミックからなる、請求項1ないし請求項21のいずれか一項に記載の電子装置。
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