WO2022030244A1 - 半導体装置 - Google Patents

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electrode
conductive plate
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沢水 神田
諒介 福田
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ローム株式会社
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    • H01L2224/45117Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 400°C and less than 950°C
    • H01L2224/45124Aluminium (Al) as principal constituent
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    • H01L2224/451Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/45138Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/45144Gold (Au) as principal constituent
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    • H01L2224/45138Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/45147Copper (Cu) as principal constituent
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    • H01L2224/732Location after the connecting process
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    • H01L2224/84Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a strap connector
    • H01L2224/8438Bonding interfaces outside the semiconductor or solid-state body
    • H01L2224/84399Material
    • H01L2224/844Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/84438Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/84447Copper [Cu] as principal constituent
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    • H01L2224/85Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
    • H01L2224/8538Bonding interfaces outside the semiconductor or solid-state body
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    • H01L2224/85438Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/85447Copper (Cu) as principal constituent
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    • H01L2924/15Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/181Encapsulation
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    • H01L2924/15Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/181Encapsulation
    • H01L2924/1815Shape

Definitions

  • the present disclosure relates to a semiconductor device equipped with a plurality of semiconductor elements such as switching elements.
  • Patent Document 1 discloses an example of a semiconductor device in which a plurality of switching elements are mounted.
  • the semiconductor device includes a plurality of switching elements (semiconductor chips) bonded to the first metal pattern.
  • Each of the plurality of switching elements has a bottom electrode and a top electrode.
  • the bottom electrode is electrically bonded to the first metal pattern.
  • One end of each of the plurality of wires is electrically bonded to the top electrode.
  • the other end of each of the plurality of wires is electrically bonded to a second metal pattern located next to the first metal pattern.
  • the conduction between the plurality of switching elements and the second metal pattern is made by a plurality of wires. Therefore, the semiconductor device is not suitable for passing a larger current. Further, each of the plurality of wires is individually bonded to the top electrode of the plurality of switching elements and the second metal pattern. Therefore, it takes time to join a plurality of wires, which causes a decrease in manufacturing efficiency of the semiconductor device. Therefore, improvement in these is desired.
  • one of the problems of the present disclosure is to provide a semiconductor device capable of improving the manufacturing efficiency of the device while dealing with a larger current.
  • the semiconductor device provided by the present disclosure includes a first conductive plate having a first main surface facing in the thickness direction; and a second main surface facing the same side as the first main surface in the thickness direction. It has a second conductive plate located away from the first conductive plate in the first direction orthogonal to the thickness direction; and has an electrode provided on the side facing the first main surface in the thickness direction.
  • a plurality of semiconductor elements bonded to the first main surface; a conductive member electrically bonded to each of the electrodes of the plurality of semiconductor elements and the second main surface.
  • the conductive member has a main body portion, a plurality of first joint portions individually and electrically bonded to the electrodes of the plurality of semiconductor elements, and a second electrically bonded portion to the second main surface. It has a joint portion, a first connecting portion that connects the main body portion and the plurality of first joint portions, and a second connecting portion that connects the main body portion and the second joint portion.
  • the semiconductor device According to the semiconductor device according to the present disclosure, it is possible to improve the manufacturing efficiency of the device while dealing with a larger current.
  • 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.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line IX-IX of FIG.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line XX of FIG.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line XI-XI of FIG. It is a top view of the 1st conductive member of the semiconductor device shown in FIG. It is a top view of the 2nd conductive member of the semiconductor device shown in FIG. It is a partially enlarged view of FIG.
  • FIG. 7 is a partially enlarged view of FIG. 7. It is a partially enlarged view of FIG. It is a partially enlarged view of FIG. It is a partially enlarged view of FIG. FIG. 7 is a partially enlarged view of FIG. 7.
  • FIG. 19 is a right side view of the semiconductor device shown in FIG. It is a bottom view of the semiconductor device shown in FIG. It is a rear view of the semiconductor device shown in FIG. It is a front view of the semiconductor device shown in FIG.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line XXXI-XXXI of FIG.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line XXXII-XXXII of FIG. 23. It is a partially enlarged view of FIG. 32.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line XXXIV-XXXIV of FIG. 23.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line XXXV-XXXV of FIG. 23.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line XXXVI-XXXVI of FIG. 23. It is a circuit diagram of the semiconductor device shown in FIG.
  • the semiconductor device A10 includes a first conductive plate 11, a second conductive plate 12, a first input terminal 13, an output terminal 14, a second input terminal 15, a plurality of semiconductor elements 20, a die bonding layer 23, and a first conductive member 31.
  • a plurality of first bonding layers 33, second bonding layers 34, and sealing resin 50 are provided.
  • the plurality of semiconductor elements 20 include a pair of switching elements 21 and a pair of protection elements 22.
  • the semiconductor device A10 includes a first gate terminal 161, a second gate terminal 162, a first detection terminal 171 and a second detection terminal 172, a second conductive member 32, a plurality of third bonding layers 35, and a fourth bonding layer 36. It includes a pair of gate wires 41 and a pair of detection wires 42.
  • FIG. 3 is transparent to the sealing resin 50 for convenience of understanding.
  • the transmitted sealing resin 50 is shown by an imaginary line (dashed-dotted line).
  • IX-IX rays and XX rays are shown by alternate long and short dash lines, respectively.
  • the thickness direction of each of the first conductive plate 11 and the second conductive plate 12 is referred to as "thickness direction z".
  • the direction orthogonal to the thickness direction z is called “first direction x”.
  • the direction orthogonal to both the thickness direction z and the first direction x is referred to as a "second direction y”.
  • the semiconductor device A10 converts the DC power supply voltage applied to the first input terminal 13 and the second input terminal 15 into AC power by a pair of switching elements 21.
  • the converted AC power is input from the output terminal 14 to a power supply target such as a motor.
  • the semiconductor device A10 is used in a power conversion circuit such as an inverter.
  • the first conductive plate 11 has a switching element 21 (the first element 21A described later) of a pair of switching elements 21 and a pair of protection elements 22. It is a conductive member on which one of the protective elements 22 (first diode 22A described later) is mounted.
  • the first conductive plate 11 includes a second conductive plate 12, a first input terminal 13, an output terminal 14, a second input terminal 15, a first gate terminal 161 and a second gate terminal 162, a first detection terminal 171 and a second detection. It is composed of the same lead frame together with the terminal 172.
  • the lead frame is copper (Cu) or a copper alloy.
  • the first conductive plate 11 has a first main surface 111 and a first back surface 112.
  • the first main surface 111 faces the thickness direction z.
  • a first element 21A, which will be described later, and a first diode 22A, which will be described later, are mounted on the first main surface 111.
  • the first back surface 112 faces the side opposite to the first main surface 111 in the thickness direction z.
  • the first back surface 112 is, for example, tin (Sn) plated. As shown in FIGS. 7 and 8, the thickness T1 of the first conductive plate 11 is larger than the maximum thickness t max of the first conductive member 31.
  • the second conductive plate 12 includes the other switching element 21 (second element 21B described later) of the pair of switching elements 21 and the pair of protection elements 22. It is a conductive member on which one of the protective elements 22 (second diode 22B described later) is mounted.
  • the second conductive plate 12 is located away from the first conductive plate 11 in the first direction x.
  • the second conductive plate 12 has a second main surface 121 and a second back surface 122.
  • the second main surface 121 faces the same side as the first main surface 111 in the thickness direction z.
  • a second element 21B, which will be described later, and a second diode 22B, which will be described later, are mounted on the second main surface 121.
  • the second back surface 122 faces the side opposite to the second back surface 122 in the thickness direction z.
  • the second back surface 122 is, for example, tin-plated. As shown in FIGS. 7 and 8, the thickness T2 of the second conductive plate 12 is larger than the maximum thickness t max of the first conductive member 31.
  • the pair of switching elements 21 includes the first element 21A and the second element 21B.
  • the first element 21A is joined to the first main surface 111 of the first conductive plate 11.
  • the second element 21B is joined to the second main surface 121 of the second conductive plate 12.
  • the pair of switching elements 21 is, for example, a MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor).
  • MOSFET Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor
  • the pair of switching elements 21 is an n-channel type MOSFET having a vertical structure.
  • Each of the pair of switching elements 21 includes a compound semiconductor substrate.
  • the compound semiconductor substrate contains silicon carbide (SiC).
  • the compound semiconductor substrate may contain gallium nitride (GaN).
  • each of the pair of switching elements 21 has a first electrode 211, a second electrode 212, and a third electrode 213.
  • the first electrode 211 is provided facing either the first main surface 111 of the first conductive plate 11 or the second main surface 121 of the second conductive plate 12. A voltage corresponding to the electric power to be converted is applied to the first electrode 211. That is, the first electrode 211 corresponds to the drain electrode.
  • the second electrode 212 is provided on the side facing the first main surface 111 of the first conductive plate 11 in the thickness direction z, that is, on the side opposite to the first electrode 211.
  • a current corresponding to the electric power converted by any of the pair of switching elements 21 flows through the second electrode 212. That is, the second electrode 212 corresponds to the source electrode.
  • the second electrode 212 includes a plurality of metal plating layers.
  • the second electrode 212 includes a nickel (Ni) plating layer and a gold (Au) plating layer laminated on the nickel plating layer.
  • the second electrode 212 may include a nickel plating layer, a palladium (Pd) plating layer laminated on the nickel plating layer, and a gold plating layer laminated on the palladium plating layer. ..
  • the third electrode 213 is provided on the same side as the second electrode 212 in the thickness direction z, and is located away from the second electrode 212.
  • a gate voltage for driving any of the pair of switching elements 21 is applied to the third electrode 213. That is, the third electrode 213 corresponds to the gate electrode.
  • Each of the pair of switching elements 21 converts a current corresponding to the voltage applied to the first electrode 211 based on the gate voltage.
  • the area of the third electrode 213 is smaller than the area of the second electrode 212 when viewed along the thickness direction z.
  • the pair of protection elements 22 includes the first diode 22A and the second diode 22B.
  • the first diode 22A is bonded to the first main surface 111 of the first conductive plate 11.
  • the second diode 22B is bonded to the second main surface 121 of the second conductive plate 12.
  • the pair of protection elements 22 is, for example, a Schottky barrier diode.
  • the first diode 22A is connected in parallel to the first element 21A.
  • the second diode 22B is connected in parallel to the second element 21B.
  • each of the pair of protection elements 22 causes a current to flow not to the switching element 21 but to the protection element 22 connected in parallel to the switching element 21, so-called. It is a freewheeling diode.
  • each of the pair of protective elements 22 has a top electrode 221 and a bottom electrode 222.
  • the upper surface electrode 221 is provided on the side (upper side in FIG. 17) of the first conductive plate 11 facing the first main surface 111 in the thickness direction z.
  • the top electrode 221 is conductive to the second electrode 212 of any one of the pair of switching elements 21 connected in parallel to the protection element 22. That is, the top electrode 221 corresponds to the anode electrode.
  • the lower surface electrode 222 is provided on the side opposite to the upper surface electrode 221 in the thickness direction z.
  • the bottom electrode 222 is conductive to the first electrode 211 of any of the pair of switching elements 21 connected in parallel to the protection element 22. That is, the bottom electrode 222 corresponds to the cathode electrode.
  • the first element 21A and the first diode 22A are arranged along the second direction y.
  • the second element 21B and the second diode 22B are arranged along the second direction y.
  • a plurality of semiconductor elements 20 are arranged along the second direction y.
  • the die bonding layer 23 includes a first main surface 111 of the first conductive plate 11 and a second main surface 121 of the second conductive plate 12, and a pair of switching elements 21. Includes a portion located between the first electrode 211 of the above and the bottom electrode 222 of the pair of protective elements 22.
  • the die bonding layer 23 has conductivity.
  • the die bonding layer 23 is, for example, lead-free solder. In addition, the die bonding layer 23 may be lead solder.
  • the die bonding layer 23 electrically bonds the first electrode 211 of the first element 21A, the lower surface electrode 222 of the first diode 22A, and the first main surface 111.
  • the first electrode 211 of the first element 21A and the lower surface electrode 222 of the first diode 22A are conductive to the first conductive plate 11.
  • the die bonding layer 23 electrically bonds the first electrode 211 of the second element 21B, the lower surface electrode 222 of the second diode 22B, and the second main surface 121.
  • the first electrode 211 of the second element 21B and the lower surface electrode 222 of the second diode 22B are conductive to the second conductive plate 12.
  • the first input terminal 13 includes a portion extending along the second direction y and is connected to the first conductive plate 11. Therefore, the first input terminal 13 is electrically connected to the first conductive plate 11.
  • the first input terminal 13 is a P terminal (positive electrode) to which a DC power supply voltage to be converted into power is applied.
  • the first input terminal 13 has a covering portion 13A and an exposed portion 13B.
  • the covering portion 13A is connected to the first conductive plate 11 and is covered with the sealing resin 50.
  • the covering portion 13A is bent when viewed along the first direction x.
  • the exposed portion 13B is connected to the covering portion 13A and is exposed from the sealing resin 50.
  • the exposed portion 13B extends toward the side away from the first conductive plate 11 in the second direction y.
  • the surface of the exposed portion 13B is, for example, tin-plated.
  • the output terminal 14 includes a portion extending along the second direction y and is connected to the second conductive plate 12. Therefore, the output terminal 14 is electrically connected to the second conductive plate 12.
  • the AC power converted by the pair of switching elements 21 is output from the output terminal 14.
  • the output terminal 14 has a covering portion 14A and an exposed portion 14B.
  • the covering portion 14A is connected to the second conductive plate 12 and is covered with the sealing resin 50 (see FIG. 11).
  • the covering portion 14A is bent in the same manner as the covering portion 13A of the first input terminal 13.
  • the exposed portion 14B is connected to the covering portion 14A and is exposed from the sealing resin 50.
  • the exposed portion 14B extends toward the side away from the second conductive plate 12 in the second direction y.
  • the surface of the exposed portion 14B is, for example, tin-plated.
  • the second input terminal 15 is located away from both the first conductive plate 11 and the second conductive plate 12 in the second direction y, and is separated from the first input terminal 13 in the first direction x. It is located between the output terminal 14.
  • the second input terminal 15 extends along the second direction y.
  • the second input terminal 15 is conductive to the second electrode 212 of the second element 21B and the upper surface electrode 221 of the second diode 22B.
  • the second input terminal 15 is an N terminal (negative electrode) to which a DC power supply voltage to be converted into power is applied.
  • the second input terminal 15 has a covering portion 15A and an exposed portion 15B. As shown in FIG. 10, the covering portion 15A is covered with the sealing resin 50. As shown in FIGS.
  • the exposed portion 15B is connected to the covering portion 15A and is exposed from the sealing resin 50.
  • the exposed portion 15B extends in the second direction y toward the side away from both the first conductive plate 11 and the second conductive plate 12.
  • the surface of the exposed portion 15B is, for example, tin-plated.
  • the first gate terminal 161 is located away from the first conductive plate 11 in the second direction y and is located at one end of the first direction x.
  • the second gate terminal 162 is located away from the second conductive plate 12 in the second direction y and is located at the other end of the first direction x.
  • the first gate terminal 161 is conductive to the third electrode 213 of the first element 21A.
  • a gate voltage for driving the first element 21A is applied to the first gate terminal 161.
  • the second gate terminal 162 is conductive to the third electrode 213 of the second element 21B.
  • a gate voltage for driving the second element 21B is applied to the second gate terminal 162.
  • the first gate terminal 161 has a covering portion 161A and an exposed portion 161B.
  • the covering portion 161A is covered with the sealing resin 50.
  • the exposed portion 161B is connected to the covering portion 161A and is exposed from the sealing resin 50.
  • the exposed portion 161B extends in the second direction y toward the side away from the first conductive plate 11.
  • the surface of the exposed portion 161B is, for example, tin-plated.
  • the second gate terminal 162 has a covering portion 162A and an exposed portion 162B.
  • the covering portion 162A is covered with the sealing resin 50.
  • the exposed portion 162B is connected to the covering portion 162A and is exposed from the sealing resin 50.
  • the exposed portion 162B extends in the second direction y toward the side away from the second conductive plate 12.
  • the surface of the exposed portion 162B is, for example, tin-plated.
  • the first detection terminal 171 is located away from the first conductive plate 11 in the second direction y, and is between the first input terminal 13 and the first gate terminal 161 in the first direction x.
  • the second detection terminal 172 is located away from the second conductive plate 12 in the second direction y, and is located between the output terminal 14 and the second gate terminal 162 in the first direction x. do.
  • the first detection terminal 171 is conductive to the second electrode 212 of the first element 21A. A voltage corresponding to the current flowing through the second electrode 212 of the first element 21A is applied to the first detection terminal 171.
  • the second detection terminal 172 is conductive to the second electrode 212 of the second element 21B. A voltage corresponding to the current flowing through the second electrode 212 of the second element 21B is applied to the second detection terminal 172.
  • the first detection terminal 171 has a covering portion 171A and an exposed portion 171B.
  • the covering portion 171A is covered with the sealing resin 50.
  • the exposed portion 171B is connected to the covering portion 171A and is exposed from the sealing resin 50.
  • the exposed portion 171B extends toward the side away from the first conductive plate 11 in the second direction y.
  • the surface of the exposed portion 171B is, for example, tin-plated.
  • the second detection terminal 172 has a covering portion 172A and an exposed portion 172B.
  • the covering portion 172A is covered with the sealing resin 50.
  • the exposed portion 172B is connected to the covering portion 172A and is exposed from the sealing resin 50.
  • the exposed portion 172B extends toward the side away from the second conductive plate 12 in the second direction y.
  • the surface of the exposed portion 172B is, for example, tin-plated.
  • the height h of each of the exposed portion 13B of the first input terminal 13, the exposed portion 14B of the output terminal 14, and the exposed portion 15B of the second input terminal 15 is all. It is the same. Moreover, the thickness of each of these is the same. Therefore, when viewed along the first direction x, at least a part (exposed portion 15B) of the second input terminal 15 overlaps each of the first input terminal 13 and the output terminal 14 (see FIG. 6).
  • the first conductive member 31 is electrically connected to the second electrode 212 of the first element 21A, the upper surface electrode 221 of the first diode 22A, and the second main surface 121 of the second conductive plate 12. It is joined to. As a result, the second electrode 212 of the first element 21A and the upper surface electrode 221 of the first diode 22A are conducting to the second conductive plate 12 in a state where they are mutually conductive.
  • the first conductive member 31 contains copper.
  • the first conductive member 31 is a metal clip.
  • the first conductive member 31 has a main body portion 311 and a plurality of first joint portions 312, a first connecting portion 313, a second joint portion 314, and a second connecting portion 315.
  • the main body portion 311 forms the main portion of the first conductive member 31.
  • the main body portion 311 extends along the second direction y.
  • the main body portion 311 is parallel to the first main surface 111 of the first conductive plate 11.
  • a part of the main body portion 311 overlaps with the first main surface 111 when viewed along the thickness direction z.
  • each of the plurality of first junction portions 312 are individually and electrically bonded to the second electrode 212 of the first element 21A and the upper surface electrode 221 of the first diode 22A. Has been done. Each of the plurality of first junction portions 312 faces either the second electrode 212 of the first element 21A and the upper surface electrode 221 of the first diode 22A. As shown in FIGS. 14 and 16, each of the plurality of first joints 312 has an opening 312A. The opening 312A penetrates any one of the plurality of first joint portions 312 in the thickness direction z. The opening 312A has a circular shape when viewed along the thickness direction z. The opening area of the opening 312A is 0.25 mm 2 or more.
  • Each of the plurality of first junctions 312 includes the overlapping region 312B.
  • the overlapping region 312B covers a region (however, excluding the opening 312A) that overlaps with either the second electrode 212 of the first element 21A or the upper surface electrode 221 of the first diode 22A.
  • the area of the overlapping region 312B is 70% or more of the area of each of the second electrode 212 of the first element 21A and the upper surface electrode 221 of the first diode 22A.
  • the first connecting portion 313 connects the main body portion 311 and the plurality of first joining portions 312.
  • the first connecting portion 313 toward the main body portion 311 from the plurality of first joining portions 312 is the first main surface 111 of the first conductive plate 11. It is tilted away from.
  • the acute angle ⁇ (see FIGS. 15 and 17) formed by the first connecting portion 313 with respect to each of the plurality of first joining portions 312 is 30 ° or more and 60 ° or less. Is.
  • the second joint portion 314 is electrically joined to the second main surface 121 of the second conductive plate 12.
  • the second joint portion 314 faces the second main surface 121.
  • the second junction 314 includes two regions located apart from each other in the second direction y.
  • the second connecting portion 315 connects the main body portion 311 and the second joint portion 314.
  • the second connecting portion 315 is directed from the second joint portion 314 toward the main body portion 311. , It is inclined in a direction away from the second main surface 121.
  • each of the plurality of first bonding layers 33 has one of the second electrode 212 of the first element 21A and the upper surface electrode 221 of the first diode 22A, and the first conductive material facing the second electrode 212. Includes a portion of the member 31 located between the plurality of first joints 312.
  • the plurality of first bonding layers 33 have conductivity.
  • the plurality of first bonding layers 33 are, for example, lead-free solder. In addition, the plurality of first bonding layers 33 may be lead solder.
  • the plurality of first bonding layers 33 individually and electrically bond the plurality of first bonding portions 312 to the second electrode 212 of the first element 21A and the upper surface electrode 221 of the first diode 22A.
  • the first conductive member 31 is electrically bonded to the second electrode 212 of the first element 21A and the upper surface electrode 221 of the first diode 22A by a plurality of first bonding layers 33.
  • each of the plurality of first junction layers 33 is outward of the overlapping region 312B of any of the plurality of first junctions 312. Including the protruding part.
  • a fillet is formed in the first joint layer 33 protruding outward from the overlapping region 312B of any of the plurality of first joint portions 312. As shown in FIGS.
  • the fillet becomes the surface of the second electrode 212 of the first element 21A and the first diode.
  • the fillet has a shape in which the dimension in the thickness direction z gradually decreases toward any of the surfaces of the upper surface electrode 221 of 22A.
  • each of the plurality of first bonding layers 33 are individually in contact with the plurality of first bonding portions 312. Further, each of the plurality of first joint layers 33 is also in contact with the inner peripheral surface of the first joint portion 312 that defines the opening 312A of each of the plurality of first joint portions 312. Therefore, each of the plurality of first bonding layers 33 includes a portion recessed into the opening 312A of any of the plurality of first bonding portions 312.
  • the thickness t of each of the plurality of first joint portions 312 is 0.1 mm or more, and is not more than twice the maximum thickness T max of each of the plurality of first joint layers 33.
  • the maximum thickness T max of each of the plurality of first bonding layers 33 does not include the portion of the first bonding layer 33 penetrating the opening 312A.
  • the maximum thickness T max of each of the plurality of first bonding layers 33 is larger than the thickness of each of the plurality of semiconductor elements 20.
  • the second joint layer 34 is located between the second main surface 121 of the second conductive plate 12 and the second joint portion 314 of the first conductive member 31 facing the second main surface 121. Including the part.
  • the second bonding layer 34 has conductivity.
  • the second bonding layer 34 is, for example, lead-free solder. In addition, the second bonding layer 34 may be lead solder.
  • the second joint layer 34 electrically joins the second joint portion 314 and the second main surface 121. Therefore, the first conductive member 31 is electrically bonded to the second main surface 121 by the second bonding layer 34.
  • the second conductive member 32 is joined to the second electrode 212 of the second element 21B, the upper surface electrode 221 of the second diode 22B, and the covering portion 15A of the second input terminal 15. ..
  • the second electrode 212 of the second element 21B and the upper surface electrode 221 of the second diode 22B are conducting to the second input terminal 15 in a state where they are mutually conducted.
  • the second conductive member 32 contains copper.
  • the second conductive member 32 is a metal clip.
  • the second conductive member 32 has a main body portion 321, a plurality of third joint portions 322, a third connecting portion 323, a fourth joint portion 324, and a fourth connecting portion 325.
  • the main body portion 321 forms the main portion of the second conductive member 32.
  • the main body portion 321 extends along the second direction y.
  • the main body portion 311 is parallel to the second main surface 121 of the second conductive plate 12.
  • the main body portion 321 is located away from both the first main surface 111 and the second main surface 121 of the first conductive plate 11 with respect to the main body portion 311 of the first conductive member 31, and the first conductive member 31 is located. It straddles two joints 314.
  • the plurality of third junctions 322 are individually and electrically coupled to the second electrode 212 of the second element 21B and the top electrode 221 of the second diode 22B. Has been done. Each of the plurality of third junctions 322 faces either the second electrode 212 of the second element 21B or the top electrode 221 of the second diode 22B.
  • the third connecting portion 323 connects the main body portion 321 and the plurality of third joining portions 322. As shown in FIG. 8, when viewed along the second direction y, the third connecting portion 323 toward the main body portion 321 from the plurality of third joining portions 322 is the second main surface 121 of the second conductive plate 12. It is tilted away from.
  • the fourth joint portion 324 is electrically joined to the covering portion 15A of the second input terminal 15.
  • the fourth joint portion 324 faces the covering portion 15A.
  • the fourth connecting portion 325 connects the main body portion 321 and the fourth joint portion 324.
  • the fourth connecting portion 325 is inclined toward the main body portion 321 from the fourth joint portion 324 in a direction away from the second main surface 121 of the second conductive plate 12.
  • Each of the plurality of third bonding layers 35 includes one of FIGS. 7 and 8, the second electrode 212 of the first diode 22A, and the upper surface electrode 221 of the second diode 22B, and a plurality of second conductive members 32 facing the second electrode 22B. Includes a portion located between and from any of the third junctions 322 of.
  • the plurality of third bonding layers 35 have conductivity.
  • the plurality of third bonding layers 35 are, for example, lead-free solder.
  • the plurality of third bonding layers 35 may be lead solder.
  • the plurality of third bonding layers 35 individually and electrically bond the plurality of third bonding portions 322 to the second electrode 212 of the second element 21B and the upper surface electrode 221 of the second diode 22B. Therefore, the second conductive member 32 is electrically bonded to the second electrode 212 of the second element 21B and the upper surface electrode 221 of the second diode 22B by a plurality of third bonding layers 35.
  • the fourth joint layer 36 has a portion located between the covering portion 15A of the second input terminal 15 and the fourth joint portion 324 of the second conductive member 32 facing the covering portion 15A.
  • the fourth bonding layer 36 has conductivity.
  • the fourth bonding layer 36 is, for example, lead-free solder. In addition, the fourth bonding layer 36 may be lead solder.
  • the fourth joint layer 36 electrically joins the fourth joint portion 324 and the covering portion 15A. Therefore, the second conductive member 32 is electrically bonded to the covering portion 15A by the fourth bonding layer 36.
  • the pair of gate wires 41 includes the third electrode 213 of the pair of switching elements 21, the covering portion 161A of the first gate terminal 161 and the covering portion 162A of the second gate terminal 162. They are individually and electrically bonded to each other. As a result, the first gate terminal 161 is conductive to the third electrode 213 of the first element 21A. The second gate terminal 162 is conductive to the third electrode 213 of the second element 21B.
  • Each of the pair of gate wires 41 contains gold. In addition, each of the pair of gate wires 41 may contain copper or aluminum (Al).
  • the pair of detection wires 42 includes the second electrode 212 of the pair of switching elements 21, the covering portion 171A of the first detection terminal 171 and the covering portion 172A of the second detection terminal 172. They are individually and electrically bonded to each other. As a result, the first detection terminal 171 is conductive to the second electrode 212 of the first element 21A. The second detection terminal 172 is conductive to the second electrode 212 of the second element 21B.
  • Each of the pair of detection wires 42 contains gold. In addition, each of the pair of detection wires 42 may contain copper or aluminum.
  • the sealing resin 50 includes a pair of switching elements 21, a pair of protective elements 22, a first conductive member 31 and a second conductive member 32, and a first conductive plate 11. And each part of the second conductive plate 12 is covered.
  • the sealing resin 50 has electrical insulation.
  • the sealing resin 50 is made of a material containing, for example, a black epoxy resin.
  • the sealing resin 50 has a top surface 51, a bottom surface 52, a pair of first side surfaces 53, a pair of second side surfaces 54, a plurality of recesses 55, and a groove portion 56.
  • the top surface 51 faces the same side as the first main surface 111 of the first conductive plate 11 in the thickness direction z.
  • the bottom surface 52 faces the side opposite to the top surface 51 in the thickness direction z.
  • the first back surface 112 of the first conductive plate 11 and the second back surface 122 of the second conductive plate 12 are exposed from the bottom surface 52.
  • the pair of first side surfaces 53 are located apart from each other in the first direction x.
  • Each of the pair of first side surfaces 53 is connected to the top surface 51 and the bottom surface 52.
  • the pair of second side surfaces 54 are located apart from each other in the second direction y. Each of the pair of second side surfaces 54 is connected to the top surface 51 and the bottom surface 52. As shown in FIG. 5, the exposed portion 13B of the first input terminal 13, the exposed portion 14B of the output terminal 14, and the exposed portion 15 of the second input terminal 15 are exposed from the second side surface 54 of one of the pair of second side surfaces 54. Part 15B is exposed. Further, from the second side surface 54, the exposed portion 161B of the first gate terminal 161, the exposed portion 162B of the second gate terminal 162, the exposed portion 171B of the first detection terminal 171 and the exposed portion 172B of the second detection terminal 172 are exposed. is doing.
  • the plurality of recesses 55 are formed in the first direction x from the second side surface 54 where the exposed portion 13B of the first input terminal 13 is exposed among the pair of second side surfaces 54. It is dented toward the bottom and reaches the bottom surface 52 from the top surface 51 in the thickness direction z.
  • the plurality of recesses 55 are between the first input terminal 13 and the first detection terminal 171 and between the first input terminal 13 and the second input terminal 15, and the output terminal 14 and the second input terminal. It is located separately between 15 and between the output terminal 14 and the second detection terminal 172.
  • the creepage distance of the sealing resin 50 on any two of the first input terminal 13, the output terminal 14, the second input terminal 15, the first detection terminal 171 and the second detection terminal 172 is longer. Secured. Further, the creepage distance of the sealing resin 50 between any of the first gate terminal 161 and the second gate terminal 162 and any of the first input terminal 13, the output terminal 14 and the second input terminal 15 is secured longer. This is suitable for improving the withstand voltage of the semiconductor device A10.
  • the groove 56 is recessed from the bottom surface 52 in the thickness direction z and extends along the first direction x. Both ends of the groove portion 56 in the first direction x are connected to a pair of first side surfaces 53.
  • the groove portion 56 allows the first conductive plate 11 and the second conductive plate 12, the first input terminal 13, the output terminal 14, the second input terminal 15, the first gate terminal 161 and the second gate terminal 162, and the first detection terminal 171. And the creepage distance of the sealing resin 50 between the second detection terminal 172 and the second detection terminal 172 is secured longer. This is suitable for improving the withstand voltage of the semiconductor device A10.
  • the semiconductor device A10 includes electrodes of a plurality of semiconductor elements 20 (in the semiconductor device A10, the second electrode 212 of the first element 21A and the upper surface electrode 221 of the first diode 22A) and the second main surface 121 of the second conductive plate 12.
  • Each of the above and the above is provided with a conductive member (first conductive member 31) electrically bonded.
  • the conductive member has a main body portion 311 and a plurality of first joint portions 312, a first connecting portion 313, a second joint portion 314, and a third joint layer 35.
  • the plurality of first junction portions 312 are individually and electrically bonded to the electrodes of the plurality of semiconductor elements 20.
  • the second joint portion 314 is electrically joined to the second main surface 121.
  • the bonding of these portions of the conductive member becomes a batch, so that the conductive member is individually and electrically bonded to the electrodes of the plurality of semiconductor elements 20 in a shorter time and more efficiently. be able to. Therefore, according to the semiconductor device A10, it is possible to improve the manufacturing efficiency of the semiconductor device A10 while dealing with a larger current.
  • Each of the plurality of first junction portions 312 includes an overlapping region 312B that overlaps with any electrode of the plurality of semiconductor elements 20 when viewed along the thickness direction z. Seen along the thickness direction z, the area of the overlapping region 312B is 70% or more of the area of each electrode of the plurality of semiconductor elements 20. This is suitable for alleviating the heat stress concentration acting on each of the first junction layer 33 and the plurality of first junction portions 312, while allowing a larger current to flow through each of the plurality of semiconductor elements 20. ..
  • the main body portion 311 When viewed along the thickness direction z, at least a part of the main body portion 311 overlaps with the first main surface 111 of the first conductive plate 11. This is effective in reducing the dimension of the semiconductor device A10 in the first direction x.
  • the first connecting portion 313 When viewed along the second direction y, the first connecting portion 313 is inclined in a direction away from the first main surface 111 of the first conductive plate 11 toward the main body portion 311 from the first joint portion 312. As a result, a fillet located in one of the first directions x of any of the electrodes of the plurality of semiconductor elements 20 is likely to be formed in each of the plurality of first bonding layers 33. Therefore, the thermal stress concentration acting on the interface between each electrode of the plurality of semiconductor elements 20 and the first bonding layer 33 can be more effectively reduced. In this case, the thermal stress is that the magnitude of the acute angle ⁇ formed by the first connecting portion 313 with respect to the first joining portion 312 when viewed along the second direction y is 30 ° or more and 60 ° or less.
  • the fillet shape is suitable for relaxation of concentration.
  • the acute angle ⁇ is less than 30 °, the distance between any one of the plurality of semiconductor elements 20 and the conductive member (first conductive member 31) becomes excessively small, so that the semiconductor element 20 It is not preferable from the viewpoint of preventing pressure resistance failure.
  • the acute angle ⁇ exceeds 60 °, the volume of the fillet formed in any of the plurality of first bonding layers 33 becomes excessive, and the thermal stress generated in the first bonding layer 33 tends to be concentrated. This is not preferable from the viewpoint of relaxing the thermal stress concentration in the first joint layer 33.
  • the thickness t of the first joint portion 312 is not more than twice the maximum thickness T max of the first joint layer 33. As a result, it is possible to reduce the thermal stress concentration acting on the interface between the first joint layer 33 and the first joint portion 312 while ensuring the thermal durability of the first joint layer 33.
  • Each of the plurality of first joint portions 312 has an opening 312A penetrating in the thickness direction z.
  • the bubbles contained in the melted first bonding layer 33 are externally provided by providing the opening 312A. Can be released. Further, the first joint layer 33 is in contact with the inner peripheral surface of the first joint portion 312 that defines the opening 312A. As a result, the melted first bonding layer 33 can obtain a self-alignment effect in which the position of the first bonding portion 312 is set to a predetermined position with respect to the electrode of the switching element 21.
  • the conductive member contains copper. This makes it possible to reduce the electrical resistance of the conductive member as compared with the wire containing aluminum. This is suitable for passing a large current through the switching element 21.
  • the first conductive plate 11 contains copper. Further, the thickness T1 of the first conductive plate 11 is larger than the maximum thickness t max of the conductive member. As a result, it is possible to improve the efficiency of heat conduction in the in-plane direction (first direction x and second direction y) of the first main surface 111 while improving the heat conductivity of the first conductive plate 11. This contributes to the improvement of the heat dissipation property of the semiconductor device A10.
  • FIGS. 19 to 37 The semiconductor device A20 according to the second embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIGS. 19 to 37.
  • the same or similar elements as the above-mentioned semiconductor device A10 are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted.
  • FIG. 20 for convenience of understanding, the illustration of the sealing resin 50 is omitted.
  • FIGS. 21 and 25 omits the illustration of the sealing resin 50 and the second conductive member 32.
  • FIG. 23 is transparent to the sealing resin 50 for convenience of understanding. In FIG. 23, the permeated sealing resin 50 is shown by an imaginary line.
  • the semiconductor device A20 further includes a support substrate 60, a pair of first diode terminals 181 and a pair of second diode terminals 182, a pair of control wirings 70, and a plurality of diode wires 43 with respect to the semiconductor device A10.
  • the support substrate 60 supports the first conductive plate 11 and the second conductive plate 12.
  • the support substrate 60 is composed of a DBC (Direct Bonded Copper) substrate.
  • the support substrate 60 has an insulating layer 61, a pair of first metal layers 62, and a second metal layer 63.
  • the support substrate 60 is covered with the sealing resin 50 except for a part of the second metal layer 63.
  • the insulating layer 61 includes a portion interposed between the pair of first metal layers 62 and the second metal layer 63 in the thickness direction z.
  • the insulating layer 61 is made of a material having relatively high thermal conductivity.
  • the insulating layer 61 is made of ceramics containing, for example, aluminum nitride (AlN).
  • the insulating layer 61 may be made of an insulating resin sheet as well as ceramics.
  • the pair of first metal layers 62 are located on one side of the insulating layer 61 in the thickness direction z.
  • the pair of first metal layers 62 are located apart from each other in the first direction x.
  • Each of the pair of first metal layers 62 contains copper.
  • the first back surface 112 of the first conductive plate 11 is bonded to the first metal layer 62 of one of the pair of first metal layers 62 by the bonding layer 69.
  • the second back surface 122 of the second conductive plate 12 is bonded to the other first metal layer 62 of the pair of first metal layers 62 by the bonding layer 69.
  • the bonding layer 69 is, for example, a brazing material containing silver (Ag). As shown in FIG. 25, each of the pair of first metal layers 62 is located inward of the peripheral edge of the insulating layer 61 when viewed along the thickness direction z.
  • the second metal layer 63 is located on the other side of the insulating layer 61 in the thickness direction z. As shown in FIG. 28, the surface of the second metal layer 63 (the surface facing the thickness direction z) is exposed from the bottom surface 52 of the sealing resin 50. The surface is joined to a heat sink (not shown). The second metal layer 63 contains copper. The peripheral edge of the second metal layer 63 is located inward of the peripheral edge of the insulating layer 61 when viewed along the thickness direction z.
  • the first input terminal 13 is located on one side of the first direction x and is integrated with the first conductive plate 11.
  • the first input terminal 13 extends from the first conductive plate 11 along the first direction x.
  • the thickness of the first input terminal 13 is smaller than the thickness T1 of the first conductive plate 11.
  • the output terminal 14 is located on the other side of the first direction x and is integrated with the second conductive plate 12.
  • the output terminal 14 includes a pair of regions located apart from each other in the second direction y. Each of the pair of regions extends from the second conductive plate 12 along the first direction x.
  • the thickness of each of the pair of regions is smaller than the thickness T2 of the second conductive plate 12.
  • the second input terminal 15 is located on one side of the first direction x, as shown in FIGS. 23 and 31.
  • the second input terminal 15 is located away from the first conductive plate 11 in the first direction x.
  • the second input terminal 15 includes a pair of regions located apart from each other in the second direction y.
  • the pair of regions are located on both sides of the first input terminal 13 in the second direction y. Each of the pair of regions extends along the first direction x.
  • the plurality of semiconductor elements 20 include a plurality of switching elements 21.
  • the plurality of switching elements 21 include a pair of first element 21A, a pair of second element 21B, a third element 21C, and a fourth element 21D.
  • the configurations of the third element 21C and the fourth element 21D are different from the configurations of the pair of first elements 21A and the pair of second elements 21B.
  • the third element 21C and the fourth element 21D have the same configuration as each other.
  • the third element 21C is joined to the first main surface 111 of the first conductive plate 11.
  • the fourth element 21D is joined to the second main surface 121 of the second conductive plate 12.
  • Each of the plurality of switching elements 21 includes a switching function unit Q1 shown in FIG. 37 and a freewheeling diode D2.
  • each of the third element 21C and the fourth element 21D further includes a diode function unit D1 shown in FIG. 37 in addition to the switching function unit Q1 and the freewheeling diode D2.
  • Each of the third element 21C and the fourth element 21D further has a fourth electrode 214 and a pair of fifth electrodes 215 in addition to the first electrode 211, the second electrode 212, and the third electrode 213.
  • the same current as the current flowing through the second electrode 212 flows through the fourth electrode 214.
  • the pair of fifth electrodes 215 are conductive to the diode function unit D1.
  • the semiconductor device A20 constitutes a half-bridge type switching circuit.
  • the pair of the first element 21A and the third element 21C form an upper arm circuit.
  • the pair of first element 21A and the third element 21C are connected in parallel to each other.
  • the pair of the second element 21B and the fourth element 21D form a lower arm circuit.
  • the pair of second elements 21B and the fourth element 21D are connected in parallel to each other.
  • a pair of the first element 21A and the third element 21C are arranged along the second direction y on the first main surface 111 of the first conductive plate 11.
  • a pair of second elements 21B and a fourth element 21D are arranged along the second direction y.
  • a plurality of semiconductor elements 20 are arranged along the second direction y.
  • the pair of control wiring 70 includes a first gate terminal 161 and a second gate terminal 162, a first detection terminal 171 and a second detection terminal 172, a pair of first diode terminals 181 and a pair of second diode terminals 182. It constitutes a part of the conductive path with the switching element 21 of the above. As shown in FIGS. 23 to 25, the pair of control wirings 70 includes the first wiring 70A and the second wiring 70B. In the first direction x, the first wiring 70A is located between the pair of first elements 21A and the third element 21C and the first input terminal 13 and the second input terminal 15. The first wiring 70A is joined to the first main surface 111 of the first conductive plate 11.
  • each of the pair of control wiring 70 has an insulating layer 71, a plurality of wiring layers 72, a metal layer 73, a plurality of holders 74, and a plurality of covering layers 75.
  • the control wiring 70 is covered with the sealing resin 50 except for a part of each of the plurality of holders 74 and the plurality of coating layers 75.
  • the insulating layer 71 includes a portion interposed between the plurality of wiring layers 72 and the metal layer 73 in the thickness direction z.
  • the insulating layer 71 is made of, for example, ceramics.
  • the insulating layer 71 may be made of an insulating resin sheet as well as ceramics.
  • the plurality of wiring layers 72 are located on one side of the insulating layer 71 in the thickness direction z.
  • Each of the plurality of wiring layers 72 contains copper.
  • the plurality of wiring layers 72 include a first wiring layer 721, a second wiring layer 722, and a pair of third wiring layers 723. When viewed along the thickness direction z, the area of each of the pair of third wiring layers 723 is smaller than the area of each of the first wiring layer 721 and the second wiring layer 722.
  • the metal layer 73 is located on the other side of the insulating layer 71 in the thickness direction z.
  • the metal layer 73 contains copper.
  • the metal layer 73 of the first wiring 70A is joined to the first main surface 111 of the first conductive plate 11 by the joining layer 78.
  • the metal layer 73 of the second wiring 70B is joined to the second main surface 121 of the second conductive plate 12 by the joining layer 78.
  • the bonding layer 78 is made of a material with or without conductivity.
  • the bonding layer 78 is, for example, lead-free solder.
  • the plurality of holders 74 are individually and electrically bonded to the plurality of wiring layers 72 by the holder bonding layer 79.
  • the plurality of holders 74 are made of a conductive material such as metal.
  • Each of the plurality of holders 74 has a cylindrical shape extending along the thickness direction z.
  • the lower end of each of the plurality of holders 74 in the thickness direction z is electrically joined to any one of the plurality of wiring layers 72.
  • the upper end of each of the plurality of holders 74 in the thickness direction z is exposed from the sealing resin 50.
  • the holder bonding layer 79 has conductivity.
  • the holder bonding layer 79 is, for example, lead-free solder.
  • the plurality of coating layers 75 individually cover the upper ends of the plurality of holders 74 in the thickness direction z.
  • the plurality of coating layers 75 are individually arranged in contact with the second convex portion 58 of the sealing resin 50, which will be described later.
  • Each of the plurality of coating layers 75 has electrical insulation.
  • Each of the plurality of coating layers 75 is made of a material containing a synthetic resin.
  • a first gate terminal 161 and a second gate terminal 162 a first detection terminal 171 and a second detection terminal 172, a pair of first diode terminals 181 and a pair.
  • Each of the second diode terminals 182 of the above comprises a metal pin extending in the thickness direction z.
  • These terminals are individually press-fitted into the plurality of holders 74 of the pair of control wirings 70. As a result, these terminals are individually supported by the plurality of holders 74. Further, as shown in FIGS. 29, 30 and 36, each portion of each of these terminals is covered by any of the plurality of covering layers 75 of the control wiring 70.
  • the first gate terminal 161 is press-fitted into the holder 74 joined to the first wiring layer 721 of the first wiring 70A among the plurality of holders 74. As a result, the first gate terminal 161 is supported by the holder 74 and is conducting to the first wiring layer 721 of the first wiring 70A.
  • the first detection terminal 171 is press-fitted into the holder 74 joined to the second wiring layer 722 of the first wiring 70A among the plurality of holders 74. As a result, the first detection terminal 171 is supported by the holder 74 and is electrically connected to the second wiring layer 722 of the first wiring 70A.
  • the pair of first diode terminals 181 are individually press-fitted into the pair of holders 74 joined to the pair of third wiring layers 723 of the first wiring 70A among the plurality of holders 74. Has been done. As a result, the pair of first diode terminals 181 are supported by the pair of holders 74 and are individually conducted to the pair of third wiring layers 723 of the first wiring 70A.
  • the second gate terminal 162 is press-fitted into the holder 74 joined to the first wiring layer 721 of the second wiring 70B among the plurality of holders 74. As a result, the second gate terminal 162 is supported by the holder 74 and is conducting to the first wiring layer 721 of the second wiring 70B.
  • the second detection terminal 172 is press-fitted into the holder 74 joined to the second wiring layer 722 of the second wiring 70B among the plurality of holders 74. As a result, the second detection terminal 172 is supported by the holder 74 and is electrically connected to the second wiring layer 722 of the second wiring 70B.
  • the pair of second diode terminals 182 is provided for the pair of holders 74 bonded to the pair of third wiring layers 723 of the second wiring 70B among the plurality of holders 74. It is individually press-fitted. As a result, the pair of second diode terminals 182 are supported by the pair of holders 74 and are individually conducted to the pair of third wiring layers 723 of the second wiring 70B.
  • the plurality of gate wires 41 are formed on the third electrode 213 of the plurality of switching elements 21, the first wiring layer 721 of the first wiring 70A, and the first wiring layer 721 of the second wiring 70B. , Individually and electrically bonded.
  • the first gate terminal 161 is conductive to the third electrode 213 of the pair of first elements 21A and the third electrode 213 of the third element 21C.
  • the second gate terminal 162 is conductive to the third electrode 213 of the pair of second elements 21B and the third electrode 213 of the fourth element 21D.
  • the plurality of detection wires 42 include a second electrode 212 of the pair of first elements 21A, a second electrode 212 of the pair of second elements 21B, a fourth electrode 214 of the third element 21C, and a second electrode. It is individually and electrically bonded to the fourth electrode 214 of the four elements 21D, the second wiring layer 722 of the first wiring 70A, and the second wiring layer 722 of the second wiring 70B.
  • the first detection terminal 171 is conductive to the second electrode 212 of the pair of first elements 21A and the fourth electrode 214 of the third element 21C.
  • the second detection terminal 172 is conductive to the second electrode 212 of the pair of second elements 21B and the fourth electrode 214 of the fourth element 21D.
  • the plurality of diode wires 43 include a pair of fifth electrodes 215 of the third element 21C, a pair of fifth electrodes 215 of the fourth element 21D, and a pair of third wirings of the first wiring 70A. It is individually and electrically bonded to the layer 723 and the pair of third wiring layers 723 of the second wiring 70B.
  • the pair of first diode terminals 181 are individually conductive to the pair of fifth electrodes 215 of the third element 21C.
  • the pair of second diode terminals 182 are individually conductive to the pair of fifth electrodes 215 of the fourth element 21D.
  • Each of the plurality of diode wires 43 contains gold.
  • each of the plurality of diode wires 43 may contain copper or aluminum.
  • the first conductive member 31 includes a second electrode 212 of a pair of first elements 21A, a second electrode 212 of the third element 21C, and a second main surface 121 of the second conductive plate 12. Is electrically bonded to.
  • the second electrode 212 of the pair of first elements 21A and the second electrode 212 of the third element 21C are conducting to the second conductive plate 12 in a state where they are mutually conductive.
  • the plurality of first junction portions 312 are the second electrode 212 of the pair of first elements 21A and the second electrode 212 of the third element 21C. It is individually and electrically bonded to each other. Each of the plurality of first junction portions 312 faces either the second electrode 212 of the pair of first elements 21A and the second electrode 212 of the third element 21C.
  • the first connecting portion 313 of the first conductive member 31 includes a plurality of connecting regions 313A (three connecting regions 313A in FIG. 25).
  • the plurality of connecting regions 313A are located apart from each other in the second direction y.
  • the plurality of connecting regions 313A are individually connected to the plurality of first joining portions 312 of the first conductive member 31.
  • each of the plurality of connecting regions 313A is directed toward the main body portion 311 of the first conductive member 31 from any of the plurality of first joint portions 312.
  • the first conductive plate 11 is inclined in a direction away from the first main surface 111.
  • the magnitude of the acute angle ⁇ (see FIG. 33) formed by any of the plurality of connecting regions 313A connected to the first joint portion 312 with respect to each of the plurality of first joint portions 312 when viewed along the second direction y. Is 30 ° or more and 60 ° or less.
  • the second conductive member 32 is joined to the second electrode 212 of the pair of second elements 21B, the second electrode 212 of the fourth element 21D, and the covering portion 15A of the second input terminal 15. Has been done. As a result, the second electrode 212 of the pair of second elements 21B and the second electrode 212 of the fourth element 21D are conducting to the second input terminal 15 in a state where they are mutually conductive.
  • the second conductive member 32 includes a pair of main body portions 321, a plurality of third joint portions 322, a plurality of third connecting portions 323, and a pair of fourth joint portions 324. It has a pair of fourth connecting portions 325, a pair of intermediate portions 326, and a plurality of cross beam portions 327.
  • the pair of main body portions 321 are located apart from each other in the second direction y. Each of the pair of body portions 321 extends along the first direction x. As shown in FIG. 31, each of the pair of main body portions 321 is parallel to both the first main surface 111 of the first conductive plate 11 and the second main surface 121 of the second conductive plate 12. The pair of main body portions 321 are located farther from both the first main surface 111 and the second main surface 121 than the main body portion 311 of the first conductive member 31.
  • the pair of intermediate portions 326 are located apart from each other in the second direction y and are located between the pair of main body portions 321 in the second direction y.
  • Each of the pair of intermediate portions 326 extends along the first direction x.
  • the dimension of each of the pair of intermediate portions 326 in the first direction x is smaller than the dimension of each of the pair of main body portions 321 in the first direction x.
  • the pair of second elements 21B are located on both sides of the second direction y of one of the pair of intermediate portions 326 when viewed along the thickness direction z. When viewed along the thickness direction z, one of the pair of second elements 21B and the fourth element 21D are located on both sides of the other intermediate portion 326 of the pair of intermediate portions 326 in the second direction y.
  • the plurality of third junction portions 322 are individually and electrically bonded to the second electrode 212 of the pair of second elements 21B and the second electrode 212 of the fourth element 21D. ..
  • Each of the plurality of third junctions 322 faces either the second electrode 212 of the pair of second elements 21B and the second electrode 212 of the fourth element 21D.
  • each of the plurality of third connecting portions 323 is one of a pair of main body portions 321 or a pair of intermediate portions 326 from any of the plurality of third joint portions 322. The closer it is, the more it is inclined toward the second main surface 121 of the second conductive plate 12.
  • the pair of fourth joining portions 324 are individually and electrically joined to the pair of regions of the covering portion 15A of the second input terminal 15.
  • Each of the pair of fourth joints 324 faces any of the pair of regions of the covering 15A.
  • the pair of fourth connecting portions 325 individually connects the pair of main body portions 321 and the pair of fourth joining portions 324.
  • each of the pair of fourth connecting portions 325 of the first conductive plate 11 is directed toward any of the pair of main body portions 321 from any of the pair of fourth joint portions 324. It is inclined away from the first main surface 111.
  • the plurality of cross beam portions 327 are arranged along the second direction y. Seen along the thickness direction z, the plurality of cross beam portions 327 include regions that individually overlap with the plurality of first joint portions 312 of the first conductive member 31. Both ends of each of the plurality of cross beam portions 327 in the second direction y are connected to either a pair of intermediate portions 326, a pair of intermediate portions 326, and a pair of main body portions 321. When viewed along the first direction x, each of the plurality of cross beam portions 327 has a convex shape on the side facing the first main surface 111 of the first conductive plate 11 in the thickness direction z.
  • the sealing resin 50 has a top surface 51, a bottom surface 52, a pair of first side surfaces 53, a pair of second side surfaces 54, and a plurality of recesses. In addition to the 55 and the groove 56, it further has a plurality of first convex portions 57 and a plurality of second convex portions 58.
  • the plurality of first convex portions 57 project from the top surface 51 in the thickness direction z. As shown in FIG. 22, when viewed along the thickness direction z, the plurality of first convex portions 57 are arranged at the four corners of the sealing resin 50.
  • the outer shape of each of the plurality of first convex portions 57 is a truncated cone shape. As shown in FIGS. 22 and 31, each of the plurality of first convex portions 57 has a mounting hole 571. Each mounting hole 571 of the plurality of first convex portions 57 does not penetrate the mounting hole 571 in the thickness direction z.
  • the plurality of first convex portions 57 are used when mounting the driver module on the semiconductor device A20.
  • the driver module is responsible for driving and controlling the semiconductor device A20.
  • the plurality of second convex portions 58 project from the top surface 51 in the thickness direction z.
  • the plurality of second convex portions 58 include a first gate terminal 161 and a second gate terminal 162, a first detection terminal 171 and a second detection terminal 172, a pair of first diode terminals 181 and a pair. It is individually arranged with respect to the second diode terminal 182 of.
  • each of the plurality of second convex portions 58 covers a part of any one of the plurality of holders 74 of the pair of control wiring 70s. From each of the plurality of second convex portions 58, the upper end of any one of the plurality of holders 74 in the thickness direction z is exposed.
  • the semiconductor device A20 As shown in FIGS. 29 and 30, from the first side surface 53 of one of the pair of first side surfaces 53, the exposed portion 13B of the first input terminal 13 and the second input terminal 15 The exposed portion 15B is exposed. The exposed portion 14B of the output terminal 14 is exposed from the other first side surface 53 of the pair of first side surfaces 53.
  • the plurality of recesses 55 are the exposed portions 13B of the first input terminal 13 and the second input terminal 15 of the pair of first side surfaces 53.
  • the exposed portion 15B is recessed from the exposed first side surface 53 toward the first direction x, and reaches the bottom surface 52 from the top surface 51 in the thickness direction z.
  • the plurality of recesses 55 are located on both sides of the first input terminal 13 in the second direction y.
  • the plurality of recesses 55 ensure that the creepage distance of the sealing resin 50 on the first input terminal 13 and the second input terminal 15 is longer. This is suitable for improving the withstand voltage of the semiconductor device A20.
  • the groove 56 is recessed from the bottom surface 52 in the thickness direction z and extends along the second direction y. Both ends of the groove 56 in the second direction y are connected to a pair of second side surfaces 54.
  • the groove 56 includes a pair of regions located apart from each other in the first direction x. In the first direction x, the second metal layer 63 of the support substrate 60 is located between the pair of regions.
  • the groove 56 ensures that the creepage distance of the sealing resin 50 between the first input terminal 13, the second input terminal 15, and the output terminal 14 is longer. This is suitable for improving the withstand voltage of the semiconductor device A20.
  • the semiconductor device A20 includes electrodes of a plurality of semiconductor elements 20 (in the semiconductor device A20, the second electrode 212 of the pair of first elements 21A and the second electrode 212 of the fourth element 21D) and the second electrode of the second conductive plate 12.
  • a conductive member (first conductive member 31) electrically bonded to each of the main surface 121 is provided.
  • the conductive member has a main body portion 311 and a plurality of first joint portions 312, a first connecting portion 313, a second joint portion 314, and a third joint layer 35.
  • the plurality of first junction portions 312 are individually and electrically bonded to the electrodes of the plurality of semiconductor elements 20.
  • the second joint portion 314 is electrically joined to the second main surface 121. The joining of these parts of the conductive member is a collective. Therefore, the semiconductor device A20 can also improve the manufacturing efficiency of the semiconductor device A20 while dealing with a larger current.
  • the first connecting portion 313 of the first conductive member 31 includes a plurality of connecting regions 313A located apart from each other in the second direction y.
  • the plurality of connecting regions 313A are individually connected to the plurality of first joining portions 312 of the first conductive member 31. Further, when viewed along the second direction y, each of the plurality of connecting regions 313A is directed toward the main body portion 311 of the first conductive member 31 from any of the plurality of first joint portions 312, so that the first conductive plate 11 It is inclined in a direction away from the first main surface 111 of the above.
  • a fillet located in one of the first directions x of any of the electrodes of the plurality of semiconductor elements 20 is likely to be formed in each of the plurality of first bonding layers 33.
  • the moment of inertia of area of the cross section is smaller. Therefore, the bending process of the first connecting portion 313 with respect to the main body portion 311 can be made easier.
  • the present disclosure is not limited to the above-described embodiment.
  • the specific configuration of each part of the present disclosure can be freely redesigned.
  • Appendix 1 A first conductive plate having a first main surface facing in the thickness direction, A second conductive plate having a second main surface facing the same side as the first main surface in the thickness direction and being located away from the first conductive plate in the first direction orthogonal to the thickness direction.
  • a plurality of semiconductor elements bonded to the first main surface and having an electrode provided on the side facing the first main surface in the thickness direction.
  • a conductive member electrically bonded to each of the electrodes of the plurality of semiconductor elements and the second main surface is provided.
  • the conductive member has a main body portion, a plurality of first joint portions individually and electrically bonded to the electrodes of the plurality of semiconductor elements, and a second electrically bonded portion to the second main surface.
  • a semiconductor device having a joint portion, a first connecting portion connecting the main body portion and the plurality of first joint portions, and a second connecting portion connecting the main body portion and the second joint portion.
  • Each of the plurality of first junctions comprises an overlapping region that overlaps the electrode of any of the plurality of semiconductor devices when viewed along the thickness direction.
  • the semiconductor device according to Appendix 1, wherein the area of the overlapping region is 70% or more of the area of the electrodes of each of the plurality of semiconductor elements when viewed along the thickness direction.
  • the semiconductor device according to Appendix 2 wherein at least a part of the main body portion overlaps the first main surface when viewed along the thickness direction.
  • Appendix 4. The plurality of semiconductor elements are arranged along a second direction orthogonal to both the thickness direction and the first direction.
  • the first connecting portion includes a plurality of connecting regions located apart from each other in the second direction.
  • the semiconductor device according to Appendix 4, wherein the plurality of connecting regions are individually connected to the plurality of first joints.
  • Appendix 6. When viewed along the second direction, each of the plurality of connecting regions is inclined toward the main body portion from any of the plurality of first joint portions in a direction away from the first main surface.
  • the semiconductor device according to Appendix 5 The semiconductor device according to Appendix 5. Appendix 7. When viewed along the second direction, the acute angle formed by any of the plurality of connecting regions connected to the first junction with respect to each of the plurality of first junctions is 30 ° or more and 60 ° or less.
  • Appendix 10. The semiconductor device according to Appendix 9, wherein the thickness of each of the plurality of first joint portions is not more than twice the maximum thickness of any one of the plurality of first joint layers in contact with the first joint portion.
  • Appendix 11. The semiconductor device according to Appendix 10, wherein the maximum thickness of each of the plurality of first bonding layers is 100 ⁇ m or more.
  • Each of the plurality of first joints has an opening penetrating in the thickness direction.
  • the semiconductor device according to any one of Supplementary note 8 to 11, wherein any of the plurality of first bonding layers is in contact with the inner peripheral surface of the first bonding portion that defines the opening. Appendix 13.
  • a second bonding layer having conductivity and electrically bonding the second bonding portion and the second main surface.
  • Appendix 14 The semiconductor device according to any one of Supplementary note 1 to 13, wherein each of the first conductive plate, the second conductive plate, and the conductive member contains copper.
  • Appendix 15. The semiconductor device according to any one of Supplementary note 1 to 14, wherein the thickness of each of the first conductive plate and the second conductive plate is larger than the maximum thickness of the conductive member. Appendix 16.
  • the second connecting portion is inclined toward the main body portion from the second joint portion in a direction away from the second main surface when viewed along the in-plane direction of the second main surface.
  • Appendix 17. Further provided with the plurality of semiconductor elements and a sealing resin covering the conductive member, The semiconductor device according to any one of Supplementary note 1 to 16, wherein the sealing resin is in contact with the first main surface and the second main surface.
  • Appendix 18 The first conductive plate has a first back surface facing the side opposite to the first main surface in the thickness direction.
  • the second conductive plate has a second back surface facing the side opposite to the second main surface in the thickness direction.
  • Appendix 19 The semiconductor device according to any one of Supplementary note 1 to 18, wherein at least one of the plurality of semiconductor elements includes a compound semiconductor substrate.
  • Appendix 20 The semiconductor device according to Appendix 19, wherein the compound semiconductor substrate contains silicon carbide.
  • A10, A20 Semiconductor device 11: First conductive plate 111: First main surface 112: First back surface 12: Second conductive plate 121: Second main surface 122: Second back surface 13: First input terminal 13A: Covered portion 13B: Exposed part 14: Output terminal 14A: Covered part 14B: Exposed part 15: Second input terminal 15A: Covered part 15B: Exposed part 161: First gate terminal 161A: Covered part 161B: Exposed part 162: Second gate terminal 162A: Covered part 162B: Exposed part 171: First detection terminal 171A: Covered part 171B: Exposed part 172: Second detection terminal 172A: Covered part 172B: Exposed part 181: First diode terminal 182: Second diode terminal 20: Semiconductor element 21: Switching element 21A: 1st element 21B: 2nd element 21C: 3rd element 21D: 4th element 211: 1st electrode 212: 2nd electrode 213:

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Abstract

半導体装置は、厚さ方向を向く第1主面を有する第1導電板と、前記第1主面と同じ側を向く第2主面を有するとともに、前記厚さ方向に直交する第1方向において前記第1導電板から離間する第2導電板と、前記第1主面に接合された複数の半導体素子と、導電部材とを備える。各半導体素子は、前記第1主面の反対側に設けられた電極を有する。前記導電部材は、本体部と、前記複数の半導体素子それぞれの電極に対して個別かつ電気的に接合された複数の第1接合部と、前記第2主面に電気的に接合された第2接合部とを有する。さらに前記導電部材は、前記本体部および前記複数の第1接合部をつなぐ第1連結部と、前記本体部および前記第2接合部をつなぐ第2連結部とを有する。

Description

半導体装置
 本開示は、スイッチング素子などの複数の半導体素子が搭載された半導体装置に関する。
 電気信号に基づき電流を変換するという、複数のスイッチング素子が搭載された半導体装置が広く知られている。このような半導体装置は、たとえばインバータといった電力変換回路に使用されている。特許文献1には、複数のスイッチング素子が搭載された半導体装置の一例が開示されている。当該半導体装置は、第1金属パターンに接合された複数のスイッチング素子(半導体チップ)を備える。複数のスイッチング素子の各々は、下面電極および上面電極を有する。下面電極は、第1金属パターンに電気的に接合されている。上面電極には、複数のワイヤの各々の一端が電気的に接合されている。当該複数のワイヤの各々の他端は、第1金属パターンの隣に位置する第2金属パターンに電気的に接合されている。
 特許文献1に開示されている半導体装置は、複数のスイッチング素子と、第2金属パターンとの導通が複数のワイヤでなされている。このため、当該半導体装置は、より大きな電流を流すことに不向きな構成である。さらに、複数のワイヤの各々は、複数のスイッチング素子の上面電極と、第2金属パターンとに対して個別に接合される。このため、複数のワイヤの接合に時間を要するため、当該半導体装置の製造効率の低下を招く要因となっている。したがって、これらについての改善が望まれる。
特開2016-72421号公報
 本開示は上記事情に鑑み、より大きな電流に対応しつつ、装置の製造効率の向上を図ることが可能な半導体装置を提供することをその一の課題とする。
 本開示によって提供される半導体装置は、厚さ方向を向く第1主面を有する第1導電板と;前記厚さ方向において前記第1主面と同じ側を向く第2主面を有するとともに、前記厚さ方向に対して直交する第1方向において前記第1導電板から離れて位置する第2導電板と;前記厚さ方向において前記第1主面が向く側に設けられた電極を有するとともに、前記第1主面に接合された複数の半導体素子と;前記複数の半導体素子の前記電極と、前記第2主面と、の各々に電気的に接合された導電部材と、を備える。前記導電部材は、本体部と、前記複数の半導体素子の前記電極に対して個別かつ電気的に接合された複数の第1接合部と、前記第2主面に電気的に接合された第2接合部と、前記本体部および前記複数の第1接合部をつなぐ第1連結部と、前記本体部および前記第2接合部をつなぐ第2連結部と、を有する。
 本開示にかかる半導体装置によれば、より大きな電流に対応しつつ、当該装置の製造効率の向上を図ることが可能となる。
 本開示のその他の特徴および利点は、添付図面に基づき以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
本開示の第1実施形態にかかる半導体装置の斜視図である。 図1に示す半導体装置の平面図である。 図2に対応する平面図であり、封止樹脂を透過している。 図1に示す半導体装置の底面図である。 図1に示す半導体装置の正面図である。 図1に示す半導体装置の右側面図である。 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。 図3のIX-IX線に沿う断面図である。 図3のX-X線に沿う断面図である。 図3のXI-XI線に沿う断面図である。 図1に示す半導体装置の第1導電部材の平面図である。 図1に示す半導体装置の第2導電部材の平面図である。 図3の部分拡大図である。 図7の部分拡大図である。 図3の部分拡大図である。 図8の部分拡大図である。 図7の部分拡大図である。 本開示の第2実施形態にかかる半導体装置の斜視図である。 図19に対応する斜視図であり、封止樹脂の図示を省略している。 図19に対応する斜視図であり、封止樹脂および第2導電部材の図示を省略している。 図19に示す半導体装置の平面図である。 図22に対応する平面図であり、封止樹脂を透過している。 図23の部分拡大図である。 図22に対応する平面図であり、封止樹脂および第2導電部材の図示を省略している。 図25の部分拡大図である。 図19に示す半導体装置の右側面図である。 図19に示す半導体装置の底面図である。 図19に示す半導体装置の背面図である。 図19に示す半導体装置の正面図である。 図23のXXXI-XXXI線に沿う断面図である。 図23のXXXII-XXXII線に沿う断面図である。 図32の部分拡大図である。 図23のXXXIV-XXXIV線に沿う断面図である。 図23のXXXV-XXXV線に沿う断面図である。 図23のXXXVI-XXXVI線に沿う断面図である。 図19に示す半導体装置の回路図である。
 本開示を実施するための形態について、添付図面に基づいて説明する。
 図1~図18に基づき、本開示の第1実施形態にかかる半導体装置A10について説明する。半導体装置A10は、第1導電板11、第2導電板12、第1入力端子13、出力端子14、第2入力端子15、複数の半導体素子20、ダイボンディング層23、第1導電部材31、複数の第1接合層33、第2接合層34および封止樹脂50を備える。半導体装置A10においては、複数の半導体素子20は、一対のスイッチング素子21、および一対の保護素子22を含む。さらに半導体装置A10は、第1ゲート端子161、第2ゲート端子162、第1検出端子171、第2検出端子172、第2導電部材32、複数の第3接合層35、第4接合層36、一対のゲートワイヤ41、および一対の検出ワイヤ42を備える。ここで、図3は、理解の便宜上、封止樹脂50を透過している。図3では、透過した封止樹脂50を想像線(二点鎖線)で示している。図3において、IX-IX線、およびX-X線をそれぞれ一点鎖線で示している。
 半導体装置A10の説明においては、便宜上、第1導電板11および第2導電板12の各々の厚さ方向を「厚さ方向z」と呼ぶ。厚さ方向zに対して直交する方向を「第1方向x」と呼ぶ。厚さ方向zおよび第1方向xの双方に対して直交する方向を「第2方向y」と呼ぶ。
 半導体装置A10は、第1入力端子13および第2入力端子15に印加された直流の電源電圧を、一対のスイッチング素子21により交流電力に変換する。変換された交流電力は、出力端子14からモータなどの電力供給対象に入力される。半導体装置A10は、たとえばインバータといった電力変換回路に使用される。
 第1導電板11は、図3、図7および図8に示すように、一対のスイッチング素子21のうち一方の当該スイッチング素子21(後述する第1素子21A)と、一対の保護素子22のうち一方の当該保護素子22(後述する第1ダイオード22A)とを搭載する導電部材である。第1導電板11は、第2導電板12、第1入力端子13、出力端子14、第2入力端子15、第1ゲート端子161、第2ゲート端子162、第1検出端子171および第2検出端子172とともに、同一のリードフレームから構成されている。当該リードフレームは、銅(Cu)、または銅合金である。このため、第1導電板11、第2導電板12、第1入力端子13、出力端子14、第2入力端子15、第1ゲート端子161、第2ゲート端子162、第1検出端子171および第2検出端子172の各々の組成は、銅を含む(すなわち、各部材は銅を含有する)。第1導電板11は、第1主面111および第1裏面112を有する。第1主面111は、厚さ方向zを向く。第1主面111の上に、後述する第1素子21Aと、後述する第1ダイオード22Aとが搭載されている。第1裏面112は、厚さ方向zにおいて第1主面111とは反対側を向く。第1裏面112には、たとえば錫(Sn)めっきが施されている。図7および図8に示すように、第1導電板11の厚さT1は、第1導電部材31の最大厚さtmaxよりも大である。
 第2導電板12は、図3、図7および図8に示すように、一対のスイッチング素子21のうち他方の当該スイッチング素子21(後述する第2素子21B)と、一対の保護素子22のうち一方の当該保護素子22(後述する第2ダイオード22B)とを搭載する導電部材である。第2導電板12は、第1方向xにおいて第1導電板11から離れて位置する。第2導電板12は、第2主面121および第2裏面122を有する。第2主面121は、厚さ方向zにおいて第1主面111と同じ側を向く。第2主面121の上に、後述する第2素子21Bと、後述する第2ダイオード22Bとが搭載されている。第2裏面122は、厚さ方向zにおいて第2裏面122とは反対側を向く。第2裏面122には、たとえば錫めっきが施されている。図7および図8に示すように、第2導電板12の厚さT2は、第1導電部材31の最大厚さtmaxよりも大である。
 一対のスイッチング素子21は、図3および図7に示すように、第1素子21Aおよび第2素子21Bを含む。第1素子21Aは、第1導電板11の第1主面111に接合されている。第2素子21Bは、第2導電板12の第2主面121に接合されている。一対のスイッチング素子21は、たとえばMOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)である。半導体装置A10の説明においては、一対のスイッチング素子21は、nチャンネル型であり、かつ縦型構造のMOSFETを対象とする。一対のスイッチング素子21の各々は、化合物半導体基板を含む。当該化合物半導体基板は、炭化ケイ素(SiC)を含有する。この他、当該化合物半導体基板は、窒化ガリウム(GaN)を含有する場合でもよい。図15に示すように、一対のスイッチング素子21の各々は、第1電極211、第2電極212および第3電極213を有する。
 図15に示すように、第1電極211は、第1導電板11の第1主面111、および第2導電板12の第2主面121のいずれかに対向して設けられている。第1電極211には、変換対象となる電力に対応する電圧が印加される。すなわち、第1電極211は、ドレイン電極に相当する。
 図15に示すように、第2電極212は、厚さ方向zにおいて第1導電板11の第1主面111が向く側、すなわち第1電極211とは反対側に設けられている。第2電極212には、一対のスイッチング素子21のいずれかにより変換された電力に対応する電流が流れる。すなわち、第2電極212は、ソース電極に相当する。第2電極212は、複数の金属めっき層を含む。第2電極212は、ニッケル(Ni)めっき層と、当該ニッケルめっき層の上に積層された金(Au)めっき層を含む。この他、第2電極212は、ニッケルめっき層と、当該ニッケルめっき層の上に積層されたパラジウム(Pd)めっき層と、当該パラジウムめっき層の上に積層された金めっき層を含む場合でもよい。
 図14および図15に示すように、第3電極213は、厚さ方向zにおいて第2電極212と同じ側に設けられ、かつ第2電極212から離れて位置する。第3電極213には、一対のスイッチング素子21のいずれかが駆動するためのゲート電圧が印加される。すなわち、第3電極213は、ゲート電極に相当する。一対のスイッチング素子21の各々においては、当該ゲート電圧に基づき、第1電極211に印加された電圧に対応する電流を変換する。厚さ方向zに沿って視て、第3電極213の面積は、第2電極212の面積よりも小である。
 一対の保護素子22は、図3および図8に示すように、第1ダイオード22Aおよび第2ダイオード22Bを含む。第1ダイオード22Aは、第1導電板11の第1主面111に接合されている。第2ダイオード22Bは、第2導電板12の第2主面121に接合されている。一対の保護素子22は、たとえばショットキーバリアダイオードである。第1ダイオード22Aは、第1素子21Aに対して並列接続されている。第2ダイオード22Bは、第2素子21Bに対して並列接続されている。一対の保護素子22の各々は、一対のスイッチング素子21の各々に逆バイアスが印加された場合、当該スイッチング素子21ではなく、それに対して並列接続された当該保護素子22に電流を流すという、いわゆる還流ダイオードである。図18に示すように、一対の保護素子22の各々は、上面電極221および下面電極222を有する。
 図17に示すように、上面電極221は、厚さ方向zにおいて第1導電板11の第1主面111が向く側(図17における上側)に設けられている。一対の保護素子22の各々において、上面電極221は、当該保護素子22に対して並列接続されている一対のスイッチング素子21のいずれかの第2電極212に導通している。すなわち、上面電極221は、アノード電極に相当する。
 図17に示すように、下面電極222は、厚さ方向zにおいて上面電極221とは反対側に設けられている。一対の保護素子22の各々において、下面電極222は、当該保護素子22に対して並列接続されている一対のスイッチング素子21のいずれかの第1電極211に導通している。すなわち、下面電極222は、カソード電極に相当する。
 図3に示すように、第1導電板11の第1主面111において、第1素子21Aおよび第1ダイオード22Aが第2方向yに沿って配列されている。第2導電板12の第2主面121において、第2素子21Bおよび第2ダイオード22Bが第2方向yに沿って配列されている。このように半導体装置A10においては、複数の半導体素子20が第2方向yに沿って配列されている。
 ダイボンディング層23は、図3、図15および図18に示すように、第1導電板11の第1主面111、および第2導電板12の第2主面121と、一対のスイッチング素子21の第1電極211、および一対の保護素子22の下面電極222との間に位置する部分を含む。ダイボンディング層23は、導電性を有する。ダイボンディング層23は、たとえば鉛フリーハンダである。その他、ダイボンディング層23は、鉛ハンダでもよい。ダイボンディング層23は、第1素子21Aの第1電極211、および第1ダイオード22Aの下面電極222と、第1主面111とを電気的に接合する。これにより、第1素子21Aの第1電極211、および第1ダイオード22Aの下面電極222は、第1導電板11に導通する。ダイボンディング層23は、第2素子21Bの第1電極211、および第2ダイオード22Bの下面電極222と、第2主面121とを電気的に接合する。これにより、第2素子21Bの第1電極211、および第2ダイオード22Bの下面電極222は、第2導電板12に導通する。
 第1入力端子13は、図3に示すように、第2方向yに沿って延びる部分を含むとともに、第1導電板11につながっている。このため、第1入力端子13は、第1導電板11に導通している。第1入力端子13は、電力変換対象となる直流の電源電圧が印加されるP端子(正極)である。第1入力端子13は、被覆部13Aおよび露出部13Bを有する。図9に示すように、被覆部13Aは、第1導電板11につながり、かつ封止樹脂50に覆われている。第1方向xに沿って視て、被覆部13Aは、屈曲している。図2~図5に示すように、露出部13Bは、被覆部13Aにつながり、かつ封止樹脂50から露出している。露出部13Bは、第2方向yにおいて第1導電板11から遠ざかる側に延びている。露出部13Bの表面には、たとえば錫めっきが施されている。
 出力端子14は、図3に示すように、第2方向yに沿って延びる部分を含むとともに、第2導電板12につながっている。このため、出力端子14は、第2導電板12に導通している。出力端子14から、一対のスイッチング素子21により変換された交流電力が出力される。出力端子14は、被覆部14Aおよび露出部14Bを有する。被覆部14Aは、第2導電板12につながり、かつ封止樹脂50に覆われている(図11参照)。第1方向xに沿って視て、被覆部14Aは、第1入力端子13の被覆部13Aと同様に屈曲している。図2~図5に示すように、露出部14Bは、被覆部14Aにつながり、かつ封止樹脂50から露出している。露出部14Bは、第2方向yにおいて第2導電板12から遠ざかる側に延びている。露出部14Bの表面には、たとえば錫めっきが施されている。
 第2入力端子15は、図3に示すように、第2方向yにおいて第1導電板11および第2導電板12の双方から離れて位置し、かつ第1方向xにおいて第1入力端子13と出力端子14との間に位置する。第2入力端子15は、第2方向yに沿って延びている。第2入力端子15は、第2素子21Bの第2電極212と、第2ダイオード22Bの上面電極221とに導通している。第2入力端子15は、電力変換対象となる直流の電源電圧が印加されるN端子(負極)である。第2入力端子15は、被覆部15Aおよび露出部15Bを有する。図10に示すように、被覆部15Aは、封止樹脂50に覆われている。図2~図5に示すように、露出部15Bは、被覆部15Aにつながり、かつ封止樹脂50から露出している。露出部15Bは、第2方向yにおいて第1導電板11および第2導電板12の双方から遠ざかる側に延びている。露出部15Bの表面には、たとえば錫めっきが施されている。
 第1ゲート端子161は、図3に示すように、第2方向yにおいて第1導電板11から離れて位置し、かつ第1方向xの一方端に位置する。第2ゲート端子162は、図3に示すように、第2方向yにおいて第2導電板12から離れて位置し、かつ第1方向xの他方端に位置する。第1ゲート端子161は、第1素子21Aの第3電極213に導通している。第1ゲート端子161には、第1素子21Aが駆動するためのゲート電圧が印加される。第2ゲート端子162は、第2素子21Bの第3電極213に導通している。第2ゲート端子162には、第2素子21Bが駆動するためのゲート電圧が印加される。
 図3に示すように、第1ゲート端子161は、被覆部161Aおよび露出部161Bを有する。図11に示すように、被覆部161Aは、封止樹脂50に覆われている。図2~図5に示すように、露出部161Bは、被覆部161Aにつながり、かつ封止樹脂50から露出している。露出部161Bは、第2方向yにおいて第1導電板11から遠ざかる側に延びている。露出部161Bの表面には、たとえば錫めっきが施されている。
 図3に示すように、第2ゲート端子162は、被覆部162Aおよび露出部162Bを有する。図11に示すように、被覆部162Aは、封止樹脂50に覆われている。図2~図5に示すように、露出部162Bは、被覆部162Aにつながり、かつ封止樹脂50から露出している。露出部162Bは、第2方向yにおいて第2導電板12から遠ざかる側に延びている。露出部162Bの表面には、たとえば錫めっきが施されている。
 第1検出端子171は、図3に示すように、第2方向yにおいて第1導電板11から離れて位置し、かつ第1方向xにおいて第1入力端子13と第1ゲート端子161との間に位置する。第2検出端子172は、図3に示すように、第2方向yにおいて第2導電板12から離れて位置し、かつ第1方向xにおいて出力端子14と第2ゲート端子162との間に位置する。第1検出端子171は、第1素子21Aの第2電極212に導通している。第1検出端子171には、第1素子21Aの第2電極212に流れる電流に対応した電圧が印加される。第2検出端子172は、第2素子21Bの第2電極212に導通している。第2検出端子172には、第2素子21Bの第2電極212に流れる電流に対応した電圧が印加される。
 図3に示すように、第1検出端子171は、被覆部171Aおよび露出部171Bを有する。図11に示すように、被覆部171Aは、封止樹脂50に覆われている。図2~図5に示すように、露出部171Bは、被覆部171Aにつながり、かつ封止樹脂50から露出している。露出部171Bは、第2方向yにおいて第1導電板11から遠ざかる側に延びている。露出部171Bの表面には、たとえば錫めっきが施されている。
 図3に示すように、第2検出端子172は、被覆部172Aおよび露出部172Bを有する。図11に示すように、被覆部172Aは、封止樹脂50に覆われている。図2~図5に示すように、露出部172Bは、被覆部172Aにつながり、かつ封止樹脂50から露出している。露出部172Bは、第2方向yにおいて第2導電板12から遠ざかる側に延びている。露出部172Bの表面には、たとえば錫めっきが施されている。
 図5に示すように、半導体装置A10において、第1入力端子13の露出部13B、出力端子14の露出部14B、および第2入力端子15の露出部15Bの各々の高さhは、いずれも同一である。さらに、これらの各々の厚さは、いずれも同一である。このため、第1方向xに沿って視て、第2入力端子15の少なくとも一部(露出部15B)が、第1入力端子13および出力端子14の各々に重なっている(図6参照)。
 第1導電部材31は、図3に示すように、第1素子21Aの第2電極212と、第1ダイオード22Aの上面電極221と、第2導電板12の第2主面121とに電気的に接合されている。これにより、第1素子21Aの第2電極212と、第1ダイオード22Aの上面電極221とは、これらが相互に導通された状態で第2導電板12に導通している。第1導電部材31は、銅を含有する。半導体装置A10においては、第1導電部材31は、金属クリップである。図12に示すように、第1導電部材31は、本体部311、複数の第1接合部312、第1連結部313、第2接合部314および第2連結部315を有する。
 図12に示すように、本体部311は、第1導電部材31の主要部をなしている。本体部311は、第2方向yに沿って延びている。図7および図8に示すように、本体部311は、第1導電板11の第1主面111に対して平行である。図3に示すように、厚さ方向zに沿って視て、本体部311の一部が第1主面111に重なっている。
 図3、図7および図8に示すように、複数の第1接合部312は、第1素子21Aの第2電極212、および第1ダイオード22Aの上面電極221に対して個別かつ電気的に接合されている。複数の第1接合部312の各々は、第1素子21Aの第2電極212、および第1ダイオード22Aの上面電極221のいずれかに対向している。図14および図16に示すように、複数の第1接合部312の各々は、開口312Aを有する。開口312Aは、複数の第1接合部312のいずれかを厚さ方向zに貫通している。開口312Aは、厚さ方向zに沿って視て円形状である。開口312Aの開口面積は、0.25mm2以上である。複数の第1接合部312の各々は、重複領域312Bを含む。厚さ方向zに沿って視て、重複領域312Bは、第1素子21Aの第2電極212、および第1ダイオード22Aの上面電極221のいずれかに重なる領域(ただし、開口312Aを除く。)を指す。厚さ方向zに沿って視て、重複領域312Bの面積は、第1素子21Aの第2電極212、および第1ダイオード22Aの上面電極221の各々の面積の70%以上である。
 図7および図12に示すように、第1連結部313は、本体部311と、複数の第1接合部312とをつないでいる。図7に示すように、第2方向yに沿って視て、第1連結部313は、複数の第1接合部312から本体部311に向かうほど、第1導電板11の第1主面111から離れる向きに傾斜している。第2方向yに沿って視て、複数の第1接合部312の各々に対して第1連結部313がなす鋭角α(図15および図17参照)の大きさは、30°以上60°以下である。
 図3、図10および図11に示すように、第2接合部314は、第2導電板12の第2主面121に電気的に接合されている。第2接合部314は、第2主面121に対向している。半導体装置A10においては、第2接合部314は、第2方向yにおいて互いに離れて位置する2つの領域を含む。
 図7、図8および図12に示すように、第2連結部315は、本体部311と第2接合部314とをつないでいる。第2導電板12の第2主面121の面内方向(半導体装置A10では第2方向y)に沿って視て、第2連結部315は、第2接合部314から本体部311に向かうほど、第2主面121から離れる向きに傾斜している。
 複数の第1接合層33の各々は、図15および図17に示すように、第1素子21Aの第2電極212、および第1ダイオード22Aの上面電極221のいずれかと、それに対向する第1導電部材31の複数の第1接合部312のいずれかとの間に位置する部分を含む。複数の第1接合層33は、導電性を有する。複数の第1接合層33は、たとえば鉛フリーハンダである。その他、複数の第1接合層33は、鉛ハンダでもよい。複数の第1接合層33は、複数の第1接合部312と、第1素子21Aの第2電極212、および第1ダイオード22Aの上面電極221とを個別かつ電気的に接合する。したがって、第1導電部材31は、複数の第1接合層33により、第1素子21Aの第2電極212と、第1ダイオード22Aの上面電極221とに電気的に接合されている。図14および図16に示すように、厚さ方向zに沿って視て、複数の第1接合層33の各々は、複数の第1接合部312のいずれかの重複領域312Bよりも外方にはみ出した部分を含む。複数の第1接合部312のいずれかの重複領域312Bよりも外方にはみ出した当該第1接合層33には、フィレットが形成される。図14~図17に示すように、ハンダである当該第1接合層33が当該重複領域312Bから外方に離れるほど、フィレットは、第1素子21Aの第2電極212の表面、および第1ダイオード22Aの上面電極221の表面のいずれかに向けて当該フィレットの厚さ方向zの寸法が徐々に小となる形状をなす。
 図15および図17に示すように、複数の第1接合層33は、複数の第1接合部312に対して個別に接している。さらに複数の第1接合層33の各々は、複数の第1接合部312の各々の開口312Aを規定する当該第1接合部312の内周面にも接している。このため、複数の第1接合層33の各々は、複数の第1接合部312のいずれかの開口312Aに陥入した部分を含む。複数の第1接合部312の各々の厚さtは、0.1mm以上、かつ複数の第1接合層33の各々の最大厚さTmaxの2倍以下である。ここで、複数の第1接合層33の各々の最大厚さTmaxは、開口312Aに貫入した当該第1接合層33の部分を含まない。複数の第1接合層33の各々の最大厚さTmaxは、複数の半導体素子20の各々の厚さよりも大である。
 第2接合層34は、図8および図16に示すように、第2導電板12の第2主面121と、それに対向する第1導電部材31の第2接合部314との間に位置する部分を含む。第2接合層34は、導電性を有する。第2接合層34は、たとえば鉛フリーハンダである。その他、第2接合層34は、鉛ハンダでもよい。第2接合層34は、第2接合部314と第2主面121とを電気的に接合する。したがって、第1導電部材31は、第2接合層34により第2主面121に電気的に接合されている。
 第2導電部材32は、図3に示すように、第2素子21Bの第2電極212と、第2ダイオード22Bの上面電極221と、第2入力端子15の被覆部15Aとに接合されている。これにより、第2素子21Bの第2電極212と、第2ダイオード22Bの上面電極221とは、これらが相互に導通された状態で第2入力端子15に導通している。第2導電部材32は、銅を含有する。半導体装置A10においては、第2導電部材32は、金属クリップである。図13に示すように、第2導電部材32は、本体部321、複数の第3接合部322、第3連結部323、第4接合部324および第4連結部325を有する。
 図13に示すように、本体部321は、第2導電部材32の主要部をなしている。本体部321は、第2方向yに沿って延びている。図7、図8および図10に示すように、本体部311は、第2導電板12の第2主面121に対して平行である。本体部321は、第1導電部材31の本体部311よりも第1導電板11の第1主面111、および第2主面121の双方から離れて位置するとともに、第1導電部材31の第2接合部314を跨いでいる。
 図3、図7および図8に示すように、複数の第3接合部322は、第2素子21Bの第2電極212、および第2ダイオード22Bの上面電極221に対して個別かつ電気的に接合されている。複数の第3接合部322の各々は、第2素子21Bの第2電極212、および第2ダイオード22Bの上面電極221のいずれかに対向している。
 図8および図13に示すように、第3連結部323は、本体部321と、複数の第3接合部322とをつないでいる。図8に示すように、第2方向yに沿って視て、第3連結部323は、複数の第3接合部322から本体部321に向かうほど、第2導電板12の第2主面121から離れる向きに傾斜している。
 図3、図10および図11に示すように、第4接合部324は、第2入力端子15の被覆部15Aに電気的に接合されている。第4接合部324は、被覆部15Aに対向している。
 図10に示すように、第4連結部325は、本体部321と第4接合部324とをつないでいる。第1方向xに沿って視て、第4連結部325は、第4接合部324から本体部321に向かうほど、第2導電板12の第2主面121から離れる向きに傾斜している。
 複数の第3接合層35の各々は、図7および図8、第1ダイオード22Aの第2電極212、および第2ダイオード22Bの上面電極221のいずれかと、それに対向する第2導電部材32の複数の第3接合部322のいずれかとの間に位置する部分を含む。複数の第3接合層35は、導電性を有する。複数の第3接合層35は、たとえば鉛フリーハンダである。その他、複数の第3接合層35は、鉛ハンダでもよい。複数の第3接合層35は、複数の第3接合部322と、第2素子21Bの第2電極212、および第2ダイオード22Bの上面電極221とを個別かつ電気的に接合する。したがって、第2導電部材32は、複数の第3接合層35により、第2素子21Bの第2電極212と、第2ダイオード22Bの上面電極221とに電気的に接合されている。
 第4接合層36は、図10および図11に示すように、第2入力端子15の被覆部15Aと、それに対向する第2導電部材32の第4接合部324との間に位置する部分を含む。第4接合層36は、導電性を有する。第4接合層36は、たとえば鉛フリーハンダである。その他、第4接合層36は、鉛ハンダでもよい。第4接合層36は、第4接合部324と被覆部15Aとを電気的に接合する。したがって、第2導電部材32は、第4接合層36により被覆部15Aに電気的に接合されている。
 一対のゲートワイヤ41は、図3および図14に示すように、一対のスイッチング素子21の第3電極213と、第1ゲート端子161の被覆部161A、および第2ゲート端子162の被覆部162Aとに、個別かつ電気的に接合されている。これにより、第1ゲート端子161は、第1素子21Aの第3電極213に導通している。第2ゲート端子162は、第2素子21Bの第3電極213に導通している。一対のゲートワイヤ41の各々は、金を含有する。この他、一対のゲートワイヤ41の各々は、銅を含有する場合や、アルミニウム(Al)を含有する場合でもよい。
 一対の検出ワイヤ42は、図3および図14に示すように、一対のスイッチング素子21の第2電極212と、第1検出端子171の被覆部171A、および第2検出端子172の被覆部172Aとに、個別かつ電気的に接合されている。これにより、第1検出端子171は、第1素子21Aの第2電極212に導通している。第2検出端子172は、第2素子21Bの第2電極212に導通している。一対の検出ワイヤ42の各々は、金を含有する。この他、一対の検出ワイヤ42の各々は、銅を含有する場合や、アルミニウムを含有する場合でもよい。
 封止樹脂50は、図3、および図7~図10に示すように、一対のスイッチング素子21、一対の保護素子22、第1導電部材31および第2導電部材32と、第1導電板11および第2導電板12の各々の一部ずつとを覆っている。封止樹脂50は、電気絶縁性を有する。封止樹脂50は、たとえば黒色のエポキシ樹脂を含む材料からなる。封止樹脂50は、頂面51、底面52、一対の第1側面53、一対の第2側面54、複数の凹部55、および溝部56を有する。
 図7~図10に示すように、頂面51は、厚さ方向zにおいて第1導電板11の第1主面111と同じ側を向く。図7~図10に示すように、底面52は、厚さ方向zにおいて頂面51とは反対側を向く。図4に示すように、底面52から第1導電板11の第1裏面112、および第2導電板12の第2裏面122が露出している。
 図2、図4および図6に示すように、一対の第1側面53は、第1方向xにおいて互いに離れて位置する。一対の第1側面53の各々は、頂面51および底面52につながっている。
 図2、図4および図5に示すように、一対の第2側面54は、第2方向yにおいて互いに離れて位置する。一対の第2側面54の各々は、頂面51および底面52につながっている。図5に示すように、一対の第2側面54のうち一方の当該第2側面54から、第1入力端子13の露出部13B、出力端子14の露出部14B、および第2入力端子15の露出部15Bが露出している。さらに当該第2側面54から、第1ゲート端子161の露出部161B、第2ゲート端子162の露出部162B、第1検出端子171の露出部171B、および第2検出端子172の露出部172Bが露出している。
 図2、図4および図5に示すように、複数の凹部55は、一対の第2側面54のうち第1入力端子13の露出部13Bなどが露出する第2側面54から第1方向xに向けて凹むとともに、厚さ方向zにおいて頂面51から底面52に至っている。第1方向xにおいて、複数の凹部55は、第1入力端子13と第1検出端子171との間、第1入力端子13と第2入力端子15との間、出力端子14と第2入力端子15との間、および出力端子14と第2検出端子172との間に対して個別に位置する。複数の凹部55により、第1入力端子13、出力端子14、第2入力端子15、第1検出端子171および第2検出端子172のいずれか2つにかかる封止樹脂50の沿面距離がより長く確保される。さらに第1ゲート端子161および第2ゲート端子162のいずれかと、第1入力端子13、出力端子14および第2入力端子15のいずれかとにかかる封止樹脂50の沿面距離がより長く確保される。このことは、半導体装置A10の絶縁耐圧の向上を図る上で好適である。
 図4、図6、および図9~図11に示すように、溝部56は、底面52から厚さ方向zに凹むとともに、第1方向xに沿って延びている。溝部56の第1方向xの両端は、一対の第1側面53につながっている。溝部56により、第1導電板11および第2導電板12と、第1入力端子13、出力端子14、第2入力端子15、第1ゲート端子161、第2ゲート端子162、第1検出端子171および第2検出端子172とにかかる封止樹脂50の沿面距離がより長く確保される。このことは、半導体装置A10の絶縁耐圧の向上を図る上で好適である。
 次に、半導体装置A10の作用効果について説明する。
 半導体装置A10は、複数の半導体素子20の電極(半導体装置A10では第1素子21Aの第2電極212、および第1ダイオード22Aの上面電極221)と、第2導電板12の第2主面121と、の各々に電気的に接合された導電部材(第1導電部材31)を備える。導電部材は、本体部311、複数の第1接合部312、第1連結部313、第2接合部314および第3接合層35を有する。複数の第1接合部312は、複数の半導体素子20の電極に対して個別かつ電気的に接合されている。第2接合部314は、第2主面121に電気的に接合されている。これにより、導電部材のこれらの部分の接合は一括的なものとなるため、より短時間でかつ効率的に、当該導電部材を複数の半導体素子20の電極に対して個別かつ電気的に接合することができる。したがって、半導体装置A10によれば、より大きな電流に対応しつつ、半導体装置A10の製造効率の向上を図ることが可能となる。
 複数の第1接合部312の各々は、厚さ方向zに沿って視て複数の半導体素子20のいずれかの電極に重なる重複領域312Bを含む。厚さ方向zに沿って視て、重複領域312Bの面積は、複数の半導体素子20の各々の電極の面積の70%以上である。このことは、複数の半導体素子20の各々により大きな電流を流すことを可能としつつ、第1接合層33と、複数の第1接合部312の各々に作用する熱応力集中の緩和に好適である。
 厚さ方向zに沿って視て、本体部311の少なくとも一部が第1導電板11の第1主面111に重なっている。このことは、半導体装置A10の第1方向xの寸法を縮小する上で効果的である。
 第2方向yに沿って視て、第1連結部313は、第1接合部312から本体部311に向かうほど、第1導電板11の第1主面111から離れる向きに傾斜している。これにより、複数の第1接合層33の各々には、複数の半導体素子20のいずれかの電極の第1方向xの一方に位置するフィレットが形成されやすくなる。したがって、複数の半導体素子20の各々の電極と、第1接合層33との界面に作用する熱応力集中を、より効果的に低減することができる。この場合において、第2方向yに沿って視て、第1接合部312に対して第1連結部313がなす鋭角αの大きさは、30°以上60°以下であることが、当該熱応力集中の緩和に適したフィレットの形状となる。一方、鋭角αが30°未満である場合は、複数の半導体素子20のいずれかと、導電部材(第1導電部材31)との間との距離が過度に小となるため、当該半導体素子20の耐圧破壊を防止する観点から好ましくない。他方、鋭角αが60°を超える場合は、複数の第1接合層33のいずれかに形成されたフィレットの体積が過大となり、当該第1接合層33に発生する熱応力が集中しやすくなる。このことは、当該第1接合層33における熱応力集中の緩和の観点から好ましくない。
 第1接合部312の厚さtは、第1接合層33の最大厚さTmaxの2倍以下である。これにより、第1接合層33の熱耐久性を確保しつつ、第1接合層33と第1接合部312との界面に作用する熱応力集中を低減することができる。
 複数の第1接合部312の各々は、厚さ方向zに貫通する開口312Aを有する。第1接合層33により第1接合部312を複数の半導体素子20の各々の電極に電気的に接合する際、開口312Aを設けることにより、溶融した第1接合層33に含まれる気泡を外部に放出させることができる。さらに第1接合層33は、開口312Aを規定する第1接合部312の内周面に接している。これにより、溶融した第1接合層33には、第1接合部312の位置をスイッチング素子21の電極に対して所定な位置にするセルフアライメント効果が得られる。
 導電部材は、銅を含有する。これにより、アルミニウムを含有するワイヤと比較して、導電部材の電気抵抗を低減させることができる。このことは、スイッチング素子21により大きな電流を流すことに好適である。
 第1導電板11は、銅を含有する。さらに、第1導電板11の厚さT1は、導電部材の最大厚さtmaxよりも大である。これにより、第1導電板11の熱伝導率の向上を図りつつ、第1主面111の面内方向(第1方向xおよび第2方向y)の熱伝導の効率を高めることができる。このことは、半導体装置A10の放熱性の向上に寄与する。
 図19~図37に基づき、本開示の第2実施形態にかかる半導体装置A20について説明する。これらの図において、先述した半導体装置A10と同一、または類似の要素には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。ここで、図20は、理解の便宜上、封止樹脂50の図示を省略している。図21および図25の各々は、理解の便宜上、封止樹脂50および第2導電部材32の図示を省略している。図23は、理解の便宜上、封止樹脂50を透過している。図23では、透過した封止樹脂50を想像線で示している。
 半導体装置A20は、半導体装置A10に対して、支持基板60、一対の第1ダイオード端子181、一対の第2ダイオード端子182、一対の制御配線70、および複数のダイオードワイヤ43をさらに備える。
 支持基板60は、図20および図21に示すように、第1導電板11および第2導電板12を支持している。半導体装置A20においては、支持基板60は、DBC(Direct Bonded Copper)基板から構成される。図31~図36に示すように、支持基板60は、絶縁層61、一対の第1金属層62、および第2金属層63を有する。支持基板60は、第2金属層63の一部を除き、封止樹脂50に覆われている。
 図31~図36に示すように、絶縁層61は、厚さ方向zにおいて一対の第1金属層62と、第2金属層63との間に介在する部分を含む。絶縁層61は、熱伝導性が比較的高い材料からなる。絶縁層61は、たとえば窒化アルミニウム(AlN)を含むセラミックスからなる。絶縁層61は、セラミックスの他、絶縁樹脂シートからなる構成でもよい。
 図31~図36に示すように、一対の第1金属層62は、絶縁層61の厚さ方向zの一方側に位置する。一対の第1金属層62は、第1方向xにおいて互いに離れて位置する。一対の第1金属層62の各々は、銅を含有する。一対の第1金属層62のうち一方の当該第1金属層62に、第1導電板11の第1裏面112が接合層69により接合されている。一対の第1金属層62のうち他方の当該第1金属層62に、第2導電板12の第2裏面122が接合層69により接合されている。これにより、半導体装置A20において、第1導電板11および第2導電板12が支持基板60に支持された構成となる。接合層69は、たとえば銀(Ag)を含有するろう材である。図25に示すように、厚さ方向zに沿って視て、一対の第1金属層62の各々は、絶縁層61の周縁よりも内方に位置する。
 図31~図36に示すように、第2金属層63は、絶縁層61の厚さ方向zの他方側に位置する。図28に示すように、第2金属層63の表面(厚さ方向zを向く面)は、封止樹脂50の底面52から露出している。当該表面は、ヒートシンク(図示略)に接合される。第2金属層63は、銅を含有する。厚さ方向zに沿って視て、第2金属層63の周縁は、絶縁層61の周縁よりも内方に位置する。
 第1入力端子13は、図23および図32に示すように、第1方向xの一方側に位置し、かつ第1導電板11と一体となっている。第1入力端子13は、第1導電板11から第1方向xに沿って延びている。第1入力端子13の厚さは、第1導電板11の厚さT1よりも小である。出力端子14は、図23および図32に示すように、第1方向xの他方側に位置し、かつ第2導電板12と一体となっている。半導体装置A20においては、出力端子14は、第2方向yにおいて互いに離れて位置する一対の領域を含む。当該一対の領域の各々は、第2導電板12から第1方向xに沿って延びている。当該一対の領域の各々の厚さは、第2導電板12の厚さT2よりも小である。第2入力端子15は、図23および図31に示すように、第1方向xの一方側に位置する。第2入力端子15は、第1導電板11から第1方向xに離れて位置する。半導体装置A20においては、第2入力端子15は、第2方向yにおいて互いに離れて位置する一対の領域を含む。当該一対の領域は、第1入力端子13の第2方向yの両側に位置する。当該一対の領域の各々は、第1方向xに沿って延びている。
 半導体装置A20においては、複数の半導体素子20は、複数のスイッチング素子21を含む。図23および図25に示すように、複数のスイッチング素子21は、一対の第1素子21A、一対の第2素子21B、第3素子21Cおよび第4素子21Dを含む。これらのうち、第3素子21Cおよび第4素子21Dの各々の構成は、一対の第1素子21A、および一対の第2素子21Bの各々の構成と異なる。第3素子21Cおよび第4素子21Dは、互いに同一の構成である。第3素子21Cは、第1導電板11の第1主面111に接合されている。第4素子21Dは、第2導電板12の第2主面121に接合されている。
 複数のスイッチング素子21の各々は、図37に示すスイッチング機能部Q1と、還流ダイオードD2とを備える。複数のスイッチング素子21のうち、第3素子21Cおよび第4素子21Dの各々は、スイッチング機能部Q1および還流ダイオードD2の他に、図37に示すダイオード機能部D1をさらに備える。第3素子21Cおよび第4素子21Dの各々は、第1電極211、第2電極212および第3電極213の他に、第4電極214、および一対の第5電極215をさらに有する。第3素子21Cおよび第4素子21Dの各々において、第4電極214には、第2電極212に流れる電流と同一の電流が流れる。第3素子21Cおよび第4素子21Dの各々において、一対の第5電極215は、ダイオード機能部D1に導通している。
 図37に示すように、半導体装置A20は、ハーフブリッジ型のスイッチング回路を構成している。一対の第1素子21A、および第3素子21Cは、上アーム回路を構成している。当該上アーム回路において、一対の第1素子21A、および第3素子21Cは、互いに並列接続されている。一対の第2素子21B、および第4素子21Dは、下アーム回路を構成している。当該下アーム回路において、一対の第2素子21B、および第4素子21Dは、互いに並列接続されている。
 図23および図25に示すように、第1導電板11の第1主面111において、一対の第1素子21A、および第3素子21Cが第2方向yに沿って配列されている。第2導電板12の第2主面121において、一対の第2素子21B、および第4素子21Dが第2方向yに沿って配列されている。このように半導体装置A20においても、複数の半導体素子20が第2方向yに沿って配列されている。
 一対の制御配線70は、第1ゲート端子161、第2ゲート端子162、第1検出端子171、第2検出端子172、一対の第1ダイオード端子181、および一対の第2ダイオード端子182と、複数のスイッチング素子21との導電経路の一部を構成している。図23~図25に示すように、一対の制御配線70は、第1配線70Aおよび第2配線70Bを含む。第1方向xにおいて、第1配線70Aは、一対の第1素子21A、および第3素子21Cと、第1入力端子13および第2入力端子15との間に位置する。第1配線70Aは、第1導電板11の第1主面111に接合されている。第1方向xにおいて、第2配線70Bは、一対の第2素子21B、および第4素子21Dと、出力端子14との間に位置する。第2配線70Bは、第2導電板12の第2主面121に接合されている。図32よび図36に示すように、一対の制御配線70の各々は、絶縁層71、複数の配線層72、金属層73、複数のホルダ74、および複数の被覆層75を有する。制御配線70は、複数のホルダ74の各々の一部と、複数の被覆層75とを除き、封止樹脂50に覆われている。
 図33に示すように、絶縁層71は、厚さ方向zにおいて複数の配線層72と、金属層73との間に介在する部分を含む。絶縁層71は、たとえばセラミックスからなる。絶縁層71は、セラミックスの他、絶縁樹脂シートからなる構成でもよい。
 図33に示すように、複数の配線層72は、絶縁層71の厚さ方向zの一方側に位置する。複数の配線層72の各々は、銅を含有する。図25に示すように、複数の配線層72は、第1配線層721、第2配線層722、および一対の第3配線層723を含む。厚さ方向zに沿って視て、一対の第3配線層723の各々の面積は、第1配線層721および第2配線層722の各々の面積よりも小である。
 図33に示すように、金属層73は、絶縁層71の厚さ方向zの他方側に位置する。金属層73は、銅を含有する。第1配線70Aの金属層73は、接合層78により第1導電板11の第1主面111に接合されている。第2配線70Bの金属層73は、接合層78により第2導電板12の第2主面121に接合されている。接合層78は、導電性の有無を問わない材料からなる。接合層78は、たとえば鉛フリーハンダである。
 図33に示すように、複数のホルダ74は、ホルダ接合層79により複数の配線層72に対して個別かつ電気的に接合されている。複数のホルダ74は、金属などの導電性材料からなる。複数のホルダ74の各々は、厚さ方向zに沿って延びる筒状である。複数のホルダ74の各々の厚さ方向zの下端は、複数の配線層72のいずれかに電気的に接合されている。複数のホルダ74の各々の厚さ方向zの上端は、封止樹脂50から露出している。ホルダ接合層79は、導電性を有する。ホルダ接合層79は、たとえば鉛フリーハンダである。
 図32および図36に示すように、複数の被覆層75は、複数のホルダ74の厚さ方向zの上端に対して個別に覆っている。複数の被覆層75は、後述する封止樹脂50の第2凸部58に対して個別に接して配置されている。複数の被覆層75の各々は、電気絶縁性を有する。複数の被覆層75の各々は、合成樹脂を含む材料からなる。
 半導体装置A20においては、図19~図21に示すように、第1ゲート端子161、第2ゲート端子162、第1検出端子171、第2検出端子172、一対の第1ダイオード端子181、および一対の第2ダイオード端子182の各々は、厚さ方向zに延びる金属ピンからなる。これらの端子は、一対の制御配線70の複数のホルダ74に対して個別に圧入されている。これにより、これらの端子は、複数のホルダ74に対して個別に支持されている。さらに、図29、図30および図36に示すように、これらの端子の各々の一部は、制御配線70の複数の被覆層75のいずれかに覆われている。
 第1ゲート端子161は、図24に示すように、複数のホルダ74のうち、第1配線70Aの第1配線層721に接合された当該ホルダ74に圧入されている。これにより、第1ゲート端子161は、当該ホルダ74に支持されるとともに、第1配線70Aの第1配線層721に導通している。
 第1検出端子171は、図24および図33に示すように、複数のホルダ74のうち、第1配線70Aの第2配線層722に接合された当該ホルダ74に圧入されている。これにより、第1検出端子171は、当該ホルダ74に支持されるとともに、第1配線70Aの第2配線層722に導通している。
 一対の第1ダイオード端子181は、図24に示すように、複数のホルダ74のうち、第1配線70Aの一対の第3配線層723に接合された当該一対のホルダ74に対して個別に圧入されている。これにより、一対の第1ダイオード端子181は、当該一対のホルダ74に支持されるとともに、第1配線70Aの一対の第3配線層723に個別に導通している。
 第2ゲート端子162は、図25および図36に示すように、複数のホルダ74のうち、第2配線70Bの第1配線層721に接合された当該ホルダ74に圧入されている。これにより、第2ゲート端子162は、当該ホルダ74に支持されるとともに、第2配線70Bの第1配線層721に導通している。
 第2検出端子172は、図25および図36に示すように、複数のホルダ74のうち、第2配線70Bの第2配線層722に接合された当該ホルダ74に圧入されている。これにより、第2検出端子172は、当該ホルダ74に支持されるとともに、第2配線70Bの第2配線層722に導通している。
 一対の第2ダイオード端子182は、図25および図36に示すように、複数のホルダ74のうち、第2配線70Bの一対の第3配線層723に接合された当該一対のホルダ74に対して個別に圧入されている。これにより、一対の第2ダイオード端子182は、当該一対のホルダ74に支持されるとともに、第2配線70Bの一対の第3配線層723に個別に導通している。
 複数のゲートワイヤ41は、図25に示すように、複数のスイッチング素子21の第3電極213と、第1配線70Aの第1配線層721、および第2配線70Bの第1配線層721とに、個別かつ電気的に接合されている。これにより、第1ゲート端子161は、一対の第1素子21Aの第3電極213、および第3素子21Cの第3電極213に導通している。第2ゲート端子162は、一対の第2素子21Bの第3電極213、および第4素子21Dの第3電極213に導通している。
 複数の検出ワイヤ42は、図25に示すように、一対の第1素子21Aの第2電極212、一対の第2素子21Bの第2電極212、第3素子21Cの第4電極214、および第4素子21Dの第4電極214と、第1配線70Aの第2配線層722、および第2配線70Bの第2配線層722とに、個別かつ電気的に接合されている。これにより、第1検出端子171は、一対の第1素子21Aの第2電極212、および第3素子21Cの第4電極214に導通している。第2検出端子172は、一対の第2素子21Bの第2電極212、および第4素子21Dの第4電極214に導通している。
 複数のダイオードワイヤ43は、図25に示すように、第3素子21Cの一対の第5電極215、および第4素子21Dの一対の第5電極215と、第1配線70Aの一対の第3配線層723、および第2配線70Bの一対の第3配線層723とに、個別かつ電気的に接合されている。これにより、一対の第1ダイオード端子181は、第3素子21Cの一対の第5電極215に個別に導通している。一対の第2ダイオード端子182は、第4素子21Dの一対の第5電極215に個別に導通している。複数のダイオードワイヤ43の各々は、金を含有する。この他、複数のダイオードワイヤ43の各々は、銅を含有する場合や、アルミニウムを含有する場合でもよい。
 第1導電部材31は、図25に示すように、一対の第1素子21Aの第2電極212と、第3素子21Cの第2電極212と、第2導電板12の第2主面121とに電気的に接合されている。これにより、一対の第1素子21Aの第2電極212と、第3素子21Cの第2電極212とは、これらが相互に導通された状態で第2導電板12に導通している。
 半導体装置A20においては、図25、図26および図33に示すように、複数の第1接合部312は、一対の第1素子21Aの第2電極212、および第3素子21Cの第2電極212に対して個別かつ電気的に接合されている。複数の第1接合部312の各々は、一対の第1素子21Aの第2電極212、および第3素子21Cの第2電極212のいずれかに対向している。
 半導体装置A20においては、図25に示すように、第1導電部材31の第1連結部313は、複数の連結領域313A(図25では3つの連結領域313A)を含む。複数の連結領域313Aは、第2方向yにおいて互いに離れて位置する。複数の連結領域313Aは、第1導電部材31の複数の第1接合部312に対して個別につながっている。図32に示すように、第2方向yに沿って視て、複数の連結領域313Aの各々は、複数の第1接合部312のいずれかから第1導電部材31の本体部311に向かうほど、第1導電板11の第1主面111から離れる向きに傾斜している。第2方向yに沿って視て、複数の第1接合部312の各々に対して当該第1接合部312につながる複数の連結領域313Aのいずれかがなす鋭角α(図33参照)の大きさは、30°以上60°以下である。
 第2導電部材32は、図24に示すように、一対の第2素子21Bの第2電極212と、第4素子21Dの第2電極212と、第2入力端子15の被覆部15Aとに接合されている。これにより、一対の第2素子21Bの第2電極212と、第4素子21Dの第2電極212とは、これらが相互に導通された状態で第2入力端子15に導通している。半導体装置A20においては、図24に示すように、第2導電部材32は、一対の本体部321、複数の第3接合部322、複数の第3連結部323、一対の第4接合部324、一対の第4連結部325、一対の中間部326、および複数の横梁部327を有する。
 図24に示すように、一対の本体部321は、第2方向yにおいて互いに離れて位置する。一対の本体部321の各々は、第1方向xに沿って延びている。図31に示すように、一対の本体部321の各々は、第1導電板11の第1主面111、および第2導電板12の第2主面121の双方に対して平行である。一対の本体部321は、第1導電部材31の本体部311よりも第1主面111および第2主面121の双方から離れて位置する。
 図24に示すように、一対の中間部326は、第2方向yにおいて互いに離れて位置するとともに、第2方向yにおいて一対の本体部321の間に位置する。一対の中間部326の各々は、第1方向xに沿って延びている。一対の中間部326の各々の第1方向xの寸法は、一対の本体部321の各々の第1方向xの寸法よりも小である。厚さ方向zに沿って視て、一対の中間部326のうち一方の中間部326の第2方向yの両側に、一対の第2素子21Bが位置する。厚さ方向zに沿って視て、一対の中間部326のうち他方の中間部326の第2方向yの両側に、一対の第2素子21Bのいずれかと、第4素子21Dとが位置する。
 図24に示すように、複数の第3接合部322は、一対の第2素子21Bの第2電極212、および第4素子21Dの第2電極212に対して個別かつ電気的に接合されている。複数の第3接合部322の各々は、一対の第2素子21Bの第2電極212、および第4素子21Dの第2電極212のいずれかに対向している。
 図24および図35に示すように、複数の第3連結部323のうち一対の当該第3連結部323は、複数の第3接合部322のいずれかの第2方向yの両端につながっている。一対の当該第3連結部323は、一対の中間部326に、または一対の中間部326のいずれか、および一対の本体部321のいずれかにつながっている。第1方向xに沿って視て、複数の第3連結部323の各々は、複数の第3接合部322のいずれかから、一対の本体部321のいずれか、または一対の中間部326のいずれかに向かうほど、第2導電板12の第2主面121から離れる向きに傾斜している。
 図24および図31に示すように、一対の第4接合部324は、第2入力端子15の被覆部15Aの一対の領域に対して、個別かつ電気的に接合されている。一対の第4接合部324の各々は、被覆部15Aの当該一対の領域のいずれかに対向している。
 図24および図31に示すように、一対の第4連結部325は、一対の本体部321と、一対の第4接合部324とを個別につないでいる。第2方向yに沿って視て、一対の第4連結部325の各々は、一対の第4接合部324のいずれかから一対の本体部321のいずれかに向かうほど、第1導電板11の第1主面111から離れる向きに傾斜している。
 図24および図34に示すように、複数の横梁部327は、第2方向yに沿って配列されている。厚さ方向zに沿って視て、複数の横梁部327は、第1導電部材31の複数の第1接合部312に対して個別に重なる領域を含む。複数の横梁部327の各々の第2方向yの両端は、一対の中間部326に、または一対の中間部326のいずれか、および一対の本体部321のいずれかにつながっている。第1方向xに沿って視て、複数の横梁部327の各々は、厚さ方向zのうち第1導電板11の第1主面111が向く側に凸状をなしている。
 半導体装置A20においては、図22、および図27~図30に示すように、封止樹脂50は、頂面51、底面52、一対の第1側面53、一対の第2側面54、複数の凹部55、および溝部56の他に、複数の第1凸部57、および複数の第2凸部58をさらに有する。
 図27、図29および図30に示すように、複数の第1凸部57は、頂面51から厚さ方向zに向けて突出している。図22に示すように、厚さ方向zに沿って視て、複数の第1凸部57は、封止樹脂50の四隅に配置されている。複数の第1凸部57の各々の外形は、円錐台状である。図22および図31に示すように、複数の第1凸部57の各々は、取付け孔571を有する。複数の第1凸部57の各々の取付け孔571は、当該取付け孔571を厚さ方向zに貫通していない。複数の第1凸部57は、半導体装置A20にドライバモジュールを搭載する際に利用される。当該ドライバモジュールは、半導体装置A20の駆動および制御を担う。
 図27、図29および図30に示すように、複数の第2凸部58は、頂面51から厚さ方向zに向けて突出している。図22に示すように、複数の第2凸部58は、第1ゲート端子161、第2ゲート端子162、第1検出端子171、第2検出端子172、一対の第1ダイオード端子181、および一対の第2ダイオード端子182に対して個別に配置されている。図32および図36に示すように、複数の第2凸部58の各々は、一対の制御配線70の複数のホルダ74のいずれかの一部を覆っている。複数の第2凸部58の各々から、複数のホルダ74のいずれかの厚さ方向zの上端が露出している。
 半導体装置A20においては、図29および図30に示すように、一対の第1側面53のうち一方の当該第1側面53から、第1入力端子13の露出部13B、および第2入力端子15の露出部15Bが露出している。一対の第1側面53のうち他方の当該第1側面53から、出力端子14の露出部14Bが露出している。
 半導体装置A20においては、図22、図28および図29に示すように、複数の凹部55は、一対の第1側面53のうち第1入力端子13の露出部13B、および第2入力端子15の露出部15Bが露出する当該第1側面53から第1方向xに向けて凹むとともに、厚さ方向zにおいて頂面51から底面52に至っている。第2方向yにおいて、複数の凹部55は、第1入力端子13の第2方向yの両側に位置する。複数の凹部55により、第1入力端子13および第2入力端子15にかかる封止樹脂50の沿面距離がより長く確保される。このことは、半導体装置A20の絶縁耐圧の向上を図る上で好適である。
 半導体装置A20においては、図27、図28、図31および図32に示すように、溝部56は、底面52から厚さ方向zに凹むとともに、第2方向yに沿って延びている。溝部56の第2方向yの両端は、一対の第2側面54につながっている。溝部56は、第1方向xにおいて互いに離れて位置する一対の領域を含む。第1方向xにおいて、当該一対の領域の間に支持基板60の第2金属層63が位置する。溝部56により、第1入力端子13および第2入力端子15と、出力端子14とにかかる封止樹脂50の沿面距離がより長く確保される。このことは、半導体装置A20の絶縁耐圧の向上を図る上で好適である。
 次に、半導体装置A20の作用効果について説明する。
 半導体装置A20は、複数の半導体素子20の電極(半導体装置A20では一対の第1素子21Aの第2電極212、および第4素子21Dの第2電極212)と、第2導電板12の第2主面121と、の各々に電気的に接合された導電部材(第1導電部材31)を備える。導電部材は、本体部311、複数の第1接合部312、第1連結部313、第2接合部314および第3接合層35を有する。複数の第1接合部312は、複数の半導体素子20の電極に対して個別かつ電気的に接合されている。第2接合部314は、第2主面121に電気的に接合されている。導電部材のこれらの部分の接合は、一括的なものとなっている。したがって、半導体装置A20によっても、より大きな電流に対応しつつ、半導体装置A20の製造効率の向上を図ることが可能となる。
 半導体装置A20においては、第1導電部材31の第1連結部313は、第2方向yにおいて互いに離れて位置する複数の連結領域313Aを含む。複数の連結領域313Aは、第1導電部材31の複数の第1接合部312に対して個別につながっている。さらに、第2方向yに沿って視て、複数の連結領域313Aの各々は、複数の第1接合部312のいずれかから第1導電部材31の本体部311に向かうほど、第1導電板11の第1主面111から離れる向きに傾斜している。これにより、複数の第1接合層33の各々には、複数の半導体素子20のいずれかの電極の第1方向xの一方に位置するフィレットが形成されやすくなる。さらに、複数の連結領域313Aの各々と本体部311との境界を含み、かつ第1方向xとを面外方向とする第1導電部材31の断面において、当該断面の断面二次モーメントがより小となるため、本体部311に対する第1連結部313の曲げ加工がより容易なものとすることができる。
 本開示は、先述した実施形態に限定されるものではない。本開示の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。
 本開示は、以下の付記に記載された構成を含む。
 付記1.
 厚さ方向を向く第1主面を有する第1導電板と、
 前記厚さ方向において前記第1主面と同じ側を向く第2主面を有するとともに、前記厚さ方向に対して直交する第1方向において前記第1導電板から離れて位置する第2導電板と、
 前記厚さ方向において前記第1主面が向く側に設けられた電極を有するとともに、前記第1主面に接合された複数の半導体素子と、
 前記複数の半導体素子の前記電極と、前記第2主面と、の各々に電気的に接合された導電部材と、を備え、
 前記導電部材は、本体部と、前記複数の半導体素子の前記電極に対して個別かつ電気的に接合された複数の第1接合部と、前記第2主面に電気的に接合された第2接合部と、前記本体部、および前記複数の第1接合部をつなぐ第1連結部と、前記本体部および前記第2接合部をつなぐ第2連結部と、を有する、半導体装置。
 付記2.
 前記複数の第1接合部の各々は、前記厚さ方向に沿って視て前記複数の半導体素子のいずれかの前記電極に重なる重複領域を含み、
 前記厚さ方向に沿って視て、前記重複領域の面積は、前記複数の半導体素子の各々の前記電極の面積の70%以上である、付記1に記載の半導体装置。
 付記3.
 前記厚さ方向に沿って視て、前記本体部の少なくとも一部が前記第1主面に重なっている、付記2に記載の半導体装置。
 付記4.
 前記複数の半導体素子は、前記厚さ方向および前記第1方向の双方に対して直交する第2方向に沿って配列され、
 前記本体部は、前記第2方向に沿って延びている、付記2または3に記載の半導体装置。
 付記5.
 前記第1連結部は、前記第2方向において互いに離れて位置する複数の連結領域を含み、
 前記複数の連結領域は、前記複数の第1接合部に対して個別につながっている、付記4に記載の半導体装置。
 付記6.
 前記第2方向に沿って視て、前記複数の連結領域の各々は、前記複数の第1接合部のいずれかから前記本体部に向かうほど、前記第1主面から離れる向きに傾斜している、付記5に記載の半導体装置。
 付記7.
 前記第2方向に沿って視て、前記複数の第1接合部の各々に対して当該第1接合部につながる複数の連結領域のいずれかがなす鋭角の大きさは、30°以上60°以下である、付記6に記載の半導体装置。
 付記8.
 導電性を有するとともに、前記複数の第1接合部と、前記複数の半導体素子の前記電極と、を個別かつ電気的に接合する複数の第1接合層をさらに備え、
 前記厚さ方向に沿って視て、前記複数の第1接合層の各々は、前記複数の第1接合部のいずれかの前記重複領域よりも外方にはみ出した部分を含む、付記2ないし7のいずれかに記載の半導体装置。
 付記9.
 前記複数の第1接合層は、錫を含有する、付記8に記載の半導体装置。
 付記10.
 前記複数の第1接合部の各々の厚さは、当該第1接合部に接する前記複数の第1接合層のいずれかの最大厚さの2倍以下である、付記9に記載の半導体装置。
 付記11.
 前記複数の第1接合層の各々の最大厚さは、100μm以上である、付記10に記載の半導体装置。
 付記12.
 前記複数の第1接合部の各々は、前記厚さ方向に貫通する開口を有し、
 前記開口を規定する当該第1接合部の内周面に、前記複数の第1接合層のいずれかが接している、付記8ないし11のいずれかに記載の半導体装置。
 付記13.
 導電性を有するとともに、前記第2接合部と前記第2主面とを電気的に接合する第2接合層をさらに備え、
 前記第2接合層は、前記複数の第1接合層と同一の材料からなる、付記8ないし12のいずれかに記載の半導体装置。
 付記14.
 前記第1導電板、前記第2導電板および前記導電部材の各々は、いずれも銅を含有する、付記1ないし13のいずれかに記載の半導体装置。
 付記15.
 前記第1導電板および前記第2導電板の各々の厚さは、前記導電部材の最大厚さよりも大である、付記1ないし14のいずれかに記載の半導体装置。
 付記16.
 前記第2主面の面内方向に沿って視て、前記第2連結部は、前記第2接合部から前記本体部に向かうほど、前記第2主面から離れる向きに傾斜している、付記1ないし15のいずれかに記載の半導体装置。
 付記17.
 前記複数の半導体素子、および前記導電部材を覆う封止樹脂をさらに備え、
 前記封止樹脂は、前記第1主面および前記第2主面に接している、付記1ないし16のいずれかに記載の半導体装置。
 付記18.
 前記第1導電板は、前記厚さ方向において前記第1主面とは反対側を向く第1裏面を有し、
 前記第2導電板は、前記厚さ方向において前記第2主面とは反対側を向く第2裏面を有し、
 前記封止樹脂から前記第1裏面および前記第2裏面が露出している、付記17に記載の半導体装置。
 付記19.
 前記複数の半導体素子の少なくともいずれかは、化合物半導体基板を含む、付記1ないし18のいずれかに記載の半導体装置。
 付記20.
 前記化合物半導体基板は、炭化ケイ素を含有する、付記19に記載の半導体装置。
A10,A20:半導体装置   11:第1導電板
111:第1主面   112:第1裏面
12:第2導電板   121:第2主面
122:第2裏面   13:第1入力端子
13A:被覆部   13B:露出部
14:出力端子   14A:被覆部
14B:露出部   15:第2入力端子
15A:被覆部   15B:露出部
161:第1ゲート端子   161A:被覆部
161B:露出部   162:第2ゲート端子
162A:被覆部   162B:露出部
171:第1検出端子   171A:被覆部
171B:露出部   172:第2検出端子
172A:被覆部   172B:露出部
181:第1ダイオード端子   182:第2ダイオード端子
20:半導体素子   21:スイッチング素子
21A:第1素子   21B:第2素子
21C:第3素子   21D:第4素子
211:第1電極   212:第2電極
213:第3電極   214:第4電極
215:第5電極   22:保護素子
22A:第1ダイオード   22B:第2ダイオード
221:上面電極   222:下面電極
23:ダイボンディング層   31:第1導電部材
311:本体部   312:第1接合部
312A:開口   312B:重複領域
313:第1連結部   313A:連結領域
314:第2接合部   315:第2連結部
32:第2導電部材   321:本体部
322:第3接合部   322A:開口
323:第3連結部   324:第4接合部
325:第4連結部   326:中間部
327:横梁部   33:第1接合層
34:第2接合層   35:第3接合層
36:第4接合層   41:ゲートワイヤ
42:検出ワイヤ   43:ダイオードワイヤ
50:封止樹脂   51:頂面
52:底面   53:第1側面
54:第2側面   55:凹部
56:溝部   57:第1凸部
571:取付け孔   58:第2凸部
60:支持基板   61:絶縁層
62:第1金属層   63:第2金属層
69:接合層   70:制御配線
70A:第1配線   70B:第2配線
71:絶縁層   72:配線層
721:第1配線層   722:第2配線層
723:第3配線層   73:金属層
74:ホルダ   75:被覆層
78:接合層   79:ホルダ接合層
z:厚さ方向   x:第1方向   y:第2方向

Claims (15)

  1.  厚さ方向を向く第1主面を有する第1導電板と、
     前記厚さ方向において前記第1主面と同じ側を向く第2主面を有するとともに、前記厚さ方向に対して直交する第1方向において前記第1導電板から離れて位置する第2導電板と、
     前記厚さ方向において前記第1主面が向く側に設けられた電極を有するとともに、前記第1主面に接合された複数の半導体素子と、
     前記複数の半導体素子の前記電極と、前記第2主面と、の各々に電気的に接合された導電部材と、を備え、
     前記導電部材は、本体部と、前記複数の半導体素子の前記電極に対して個別かつ電気的に接合された複数の第1接合部と、前記第2主面に電気的に接合された第2接合部と、前記本体部、および前記複数の第1接合部をつなぐ第1連結部と、前記本体部および前記第2接合部をつなぐ第2連結部と、を有する、半導体装置。
  2.  前記複数の第1接合部の各々は、前記厚さ方向に沿って視て前記複数の半導体素子のいずれかの前記電極に重なる重複領域を含み、
     前記厚さ方向に沿って視て、前記重複領域の面積は、前記複数の半導体素子の各々の前記電極の面積の70%以上である、請求項1に記載の半導体装置。
  3.  前記厚さ方向に沿って視て、前記本体部の少なくとも一部が前記第1主面に重なっている、請求項2に記載の半導体装置。
  4.  前記複数の半導体素子は、前記厚さ方向および前記第1方向の双方に対して直交する第2方向に沿って配列され、
     前記本体部は、前記第2方向に沿って延びている、請求項2または3に記載の半導体装置。
  5.  前記第1連結部は、前記第2方向において互いに離れて位置する複数の連結領域を含み、
     前記複数の連結領域は、前記複数の第1接合部に対して個別につながっている、請求項4に記載の半導体装置。
  6.  前記第2方向に沿って視て、前記複数の連結領域の各々は、前記複数の第1接合部のいずれかから前記本体部に向かうほど、前記第1主面から離れる向きに傾斜している、請求項5に記載の半導体装置。
  7.  前記第2方向に沿って視て、前記複数の第1接合部の各々に対して当該第1接合部につながる複数の連結領域のいずれかがなす鋭角の大きさは、30°以上60°以下である、請求項6に記載の半導体装置。
  8.  導電性を有するとともに、前記複数の第1接合部と、前記複数の半導体素子の前記電極と、を個別かつ電気的に接合する複数の第1接合層をさらに備え、
     前記厚さ方向に沿って視て、前記複数の第1接合層の各々は、前記複数の第1接合部のいずれかの前記重複領域よりも外方にはみ出した部分を含む、請求項2ないし7のいずれかに記載の半導体装置。
  9.  前記複数の第1接合層の各々は、錫を含有する、請求項8に記載の半導体装置。
  10.  前記複数の第1接合部の各々の厚さは、当該第1接合部に接する前記複数の第1接合層のいずれかの最大厚さの2倍以下である、請求項9に記載の半導体装置。
  11.  前記複数の第1接合層の各々の最大厚さは、100μm以上である、請求項10に記載の半導体装置。
  12.  導電性を有するとともに、前記第2接合部と前記第2主面とを電気的に接合する第2接合層をさらに備え、
     前記第2接合層は、前記複数の第1接合層と同一の材料からなる、請求項8ないし11のいずれかに記載の半導体装置。
  13.  前記第1導電板、前記第2導電板および前記導電部材の各々は、いずれも銅を含有する、請求項1ないし12のいずれかに記載の半導体装置。
  14.  前記第1導電板および前記第2導電板の各々の厚さは、前記導電部材の最大厚さよりも大である、請求項1ないし13のいずれかに記載の半導体装置。
  15.  前記第2主面の面内方向に沿って視て、前記第2連結部は、前記第2接合部から前記本体部に向かうほど、前記第2主面から離れる向きに傾斜している、請求項1ないし14のいずれかに記載の半導体装置。
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