WO2022168606A1 - 半導体装置 - Google Patents

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弘招 松原
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ローム株式会社
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    • H01L2224/732Location after the connecting process
    • H01L2224/73251Location after the connecting process on different surfaces
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    • H01L23/49503Lead-frames or other flat leads characterised by the die pad
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    • H01L2924/15Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/181Encapsulation

Definitions

  • the present disclosure relates to semiconductor devices.
  • the inverter device includes, for example, a semiconductor device and a power semiconductor such as an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) or a MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor).
  • the semiconductor device has a control element and a driving element.
  • a control signal output from an ECU Engine Control Unit
  • the control element converts the control signal into a PWM (Pulse Width Modulation) control signal and transmits it to the driving element.
  • PWM Pulse Width Modulation
  • the driving element switches, for example, six power semiconductors at desired timing based on the PWM control signal.
  • Three-phase AC power for driving a motor is generated from the DC power of the vehicle-mounted battery by switching the six power semiconductors at desired timings.
  • Patent Literature 1 discloses an example of a semiconductor device including a control element (controller chip), a drive element (driver chip) and a transformer chip.
  • the transformer chip performs signal transmission using inductive coupling between two integrated coils. If the magnetic field of this inductive coupling is disturbed, problems such as a decrease in transmission efficiency occur.
  • an object of the present disclosure is to provide a semiconductor device capable of improving transmission efficiency.
  • a semiconductor device provided by the present disclosure comprises: a conductive support including a plurality of leads; a first semiconductor element supported by the conductive support; a second semiconductor element supported by the conductive support; a third semiconductor element supported by a support, electrically connected to the first semiconductor element and the second semiconductor element, and insulating the first semiconductor element and the second semiconductor element from each other; 1 semiconductor element, the second semiconductor element and the third semiconductor element, and a sealing resin covering a part of the conductive support.
  • the conductive support includes a first portion overlapping the first semiconductor element when viewed in the thickness direction of the lead, a second portion overlapping the second semiconductor element when viewed in the thickness direction, and a second portion overlapping the second semiconductor element when viewed in the thickness direction. and a third portion overlapping the third semiconductor element when viewed from above.
  • the material of the third part is a non-magnetic material with a relative permeability of less than 100.
  • FIG. 1 is a plan view showing a semiconductor device according to a first embodiment of the present disclosure
  • FIG. 1 is a plan view showing a semiconductor device according to a first embodiment of the present disclosure
  • FIG. 1 is a front view showing a semiconductor device according to a first embodiment of the present disclosure
  • FIG. 1 is a left side view showing a semiconductor device according to a first embodiment of the present disclosure
  • FIG. 1 is a right side view showing a semiconductor device according to a first embodiment of the present disclosure
  • FIG. 1 is a main part plan view showing a semiconductor device according to a first embodiment of the present disclosure
  • FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view along line VII-VII of FIG. 2
  • FIG. 3 is a cross-sectional view along line VIII-VIII of FIG.
  • FIG. 10 is a plan view of a main part showing a first modification of the semiconductor device according to the first embodiment of the present disclosure
  • FIG. 10 is a cross-sectional view along line XX of FIG. 9
  • FIG. 11 is a plan view of a main part showing a second modification of the semiconductor device according to the first embodiment of the present disclosure
  • FIG. 12 is a cross-sectional view taken along line XII-XII in FIG. 11
  • It is a top view showing a semiconductor device concerning a 2nd embodiment of this indication.
  • FIG. 10 is a plan view of a main part showing a semiconductor device according to a second embodiment of the present disclosure
  • FIG. 14 is a cross-sectional view along line XV-XV of FIG. 13;
  • FIG. 12 is a plan view of a main part showing a first modification of the semiconductor device according to the second embodiment of the present disclosure
  • FIG. 11 is a plan view of a main part showing a second modification of the semiconductor device according to the second embodiment of the present disclosure
  • It is a top view showing a semiconductor device concerning a 3rd embodiment of this indication.
  • FIG. 11 is a plan view of a main part showing a semiconductor device according to a third embodiment of the present disclosure
  • FIG. 19 is a cross-sectional view along line XX-XX of FIG. 18
  • FIG. 11 is a plan view of a main part showing a first modified example of a semiconductor device according to a third embodiment of the present disclosure
  • FIG. 13 is a plan view of a main part showing a second modification of the semiconductor device according to the third embodiment of the present disclosure;
  • the semiconductor device A1 includes a first semiconductor element 11, a second semiconductor element 12, a third semiconductor element 13, a conductive support 2, a plurality of second wires 52, a plurality of first wires 51, a plurality of third wires 53, a plurality of and the sealing resin 6 .
  • the semiconductor device A1 is surface-mounted, for example, on a wiring board of an inverter device such as an electric vehicle.
  • the package format of the semiconductor device A1 is SOP (Small Outline Package). Note that the package format of the semiconductor device A1 is not limited to the SOP.
  • FIG. 1 and 2 are plan views showing the semiconductor device A1.
  • FIG. 3 is a front view showing the semiconductor device A1.
  • FIG. 4 is a left side view showing the semiconductor device A1.
  • FIG. 5 is a right side view showing the semiconductor device A1.
  • FIG. 6 is a fragmentary plan view showing the semiconductor device A1.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line VII--VII in FIG.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view along line VIII-VIII of FIG.
  • FIG. 2 shows the sealing resin 6 by imaginary lines for convenience of understanding.
  • FIG. and the plurality of third wires 53 are omitted.
  • the thickness direction of the first die pad 210 of the first lead 21 and the second die pad 220 of the second lead 22, which will be described later, is called “z direction”.
  • a direction perpendicular to the z-direction is called an "x-direction.”
  • a direction orthogonal to both the z-direction and the x-direction is called the "y-direction.”
  • the first semiconductor element 11, the second semiconductor element 12, and the third semiconductor element 13 are elements that serve as functional centers of the semiconductor device A1. As shown in FIG. 2, in the semiconductor device A1, each of the first semiconductor element 11, the second semiconductor element 12 and the third semiconductor element 13 is composed of individual elements. When viewed in the z-direction, each of the first semiconductor element 11, the second semiconductor element 12, and the third semiconductor element 13 has a rectangular shape with the long side in the y-direction.
  • the first semiconductor element 11 includes a circuit for converting a control signal input from an ECU or the like into a PWM control signal, a transmission circuit for transmitting the PWM control signal to the second semiconductor element 12, and a and a receiving circuit for receiving the electrical signal.
  • the second semiconductor element 12 includes a receiving circuit that receives a PWM control signal, a circuit (gate driver) that performs a switching operation of a switching element (for example, IGBT or MOSFET) based on the PWM control signal, and an electric signal to the first semiconductor element. and a transmitting circuit for transmitting to 11.
  • the electrical signal is, for example, an output signal from a temperature sensor arranged near the motor.
  • the third semiconductor element 13 is an element that is electrically connected to the first semiconductor element 11 and the second semiconductor element 12 and that insulates the first semiconductor element 11 and the second semiconductor element 12 from each other.
  • the third semiconductor element 13 relays signals such as PWM control signals and other electrical signals between the first semiconductor element 11 and the second semiconductor element 12 during operation of the semiconductor device A1.
  • the third semiconductor element 13 is of the inductive type.
  • An example of the inductive third semiconductor element 13 is an isolation transformer.
  • An isolation transformer performs electrical signal transmission in an insulated state by inductively coupling two integrated inductors (coils).
  • the third semiconductor element 13 has a substrate made of Si, for example.
  • An inductor made of Cu is formed on the substrate.
  • the inductors include a transmitter inductor and a receiver inductor, which are stacked in the z-direction.
  • a dielectric layer made of SiO 2 or the like is interposed between the transmitting side inductor and the receiving side inductor. The dielectric layer electrically insulates the transmitting inductor from the receiving inductor.
  • the second semiconductor element 12 requires a higher power supply voltage than the first semiconductor element 11 requires. Therefore, a significant potential difference occurs between the first semiconductor element 11 and the second semiconductor element 12 . Therefore, in the semiconductor device A1, the first circuit including the first semiconductor element 11 as a component and the second circuit including the second semiconductor element 12 as a component are insulated from each other by the third semiconductor element 13. . In the semiconductor device A1, the first circuit has a relatively low voltage and the second circuit has a relatively high voltage. The third semiconductor element 13 relays signal transmission/reception between the first circuit and the second circuit. For example, in an inverter device for an electric vehicle or a hybrid vehicle, the voltage applied to the first semiconductor element 11 is about 5 V, while the voltage applied to the second semiconductor element 12 transiently becomes 600 V or higher. There is
  • the third semiconductor element 13 is located between the first semiconductor element 11 and the second semiconductor element 12 in the x direction.
  • the first semiconductor element 11 and the third semiconductor element 13 are mounted on a first die pad 210 of a first lead 21 which will be described later.
  • the second semiconductor element 12 is mounted on a second die pad 220 of a second lead 22 which will be described later.
  • a configuration in which the transmitting side inductor is positioned between the first die pad 210 and the receiving side inductor in the z-direction is preferable.
  • a plurality of electrodes 111 are provided on the upper surface of the first semiconductor element 11 (the surface facing the same direction as the first main surface 211 of the first die pad 210 described later).
  • a plurality of electrodes 111 are electrically connected to a circuit configured in first semiconductor element 11 .
  • a plurality of electrodes 121 are provided on the upper surface of the second semiconductor element 12 (the surface facing the same direction as the first main surface 211).
  • the plurality of electrodes 121 are electrically connected to the circuit configured in the second semiconductor element 12 .
  • a plurality of first electrodes 131 and a plurality of second electrodes 132 are provided on the upper surface of the third semiconductor element 13 (the surface facing the same direction as the first main surface 211).
  • Each of the plurality of first electrodes 131 and the plurality of second electrodes 132 is electrically connected to either the transmitting side inductor or the receiving side inductor.
  • the plurality of first electrodes 131 are arranged along the y direction.
  • a plurality of second electrodes 132 are also arranged along the y direction.
  • the electrode 111, the electrode 121, the first electrode 131, and the second electrode 132 are made of a non-magnetic material having a relative magnetic permeability of less than 100, such as Al, AlCu, AlSiCu, AlSi.
  • the conductive support 2 has a function of supporting the first semiconductor element 11 , the second semiconductor element 12 and the third semiconductor element 13 and a function of forming a conductive path to the first semiconductor element 11 and the second semiconductor element 12 . Fulfill.
  • the conductive support 2 of this embodiment includes a first lead 21 , a second lead 22 , a plurality of terminal leads 3 and a plurality of terminal leads 4 .
  • the first lead 21 has a first die pad 210 and a pair of terminal portions 215.
  • the shape and size of the first die pad 210 are not particularly limited, and in this embodiment, it has a rectangular shape (or a substantially rectangular shape) when viewed in the z direction.
  • first die pad 210 has first main surface 211 and first back surface 212 .
  • the first major surface 211 and the first back surface 212 are positioned apart from each other in the z-direction.
  • the first main surface 211 and the first back surface 212 face opposite sides in the z direction.
  • Each of first main surface 211 and first back surface 212 is flat (or substantially flat).
  • the first semiconductor element 11 and the third semiconductor element 13 are mounted on the first main surface 211 of the first die pad 210 .
  • the first semiconductor element 11 is electrically connected to the first main surface 211 by the first bonding layer 91 .
  • the first bonding layer 91 is made of a non-magnetic material with a relative magnetic permeability of less than 100, such as Ag paste or solder.
  • the third semiconductor element 13 is electrically connected to the first main surface 211 by the third bonding layer 93 .
  • the third bonding layer 93 is made of a non-magnetic material with a relative magnetic permeability of less than 100, such as Ag paste or solder.
  • the third bonding layer 93 may be an insulating material that is a non-magnetic material.
  • the pair of terminal portions 215 are connected to both ends of the first die pad 210 in the y direction. Thereby, the first die pad 210 is supported by the pair of terminal portions 215 .
  • Each of the pair of terminal portions 215 has an exposed portion 216 and a covering portion 217 .
  • the exposed portion 216 is a portion exposed from the sealing resin 6 when viewed in the z direction, and in the illustrated example, has a strip shape extending along the x direction.
  • the exposed portion 216 is bent.
  • the covering portion 217 is interposed between the first die pad 210 and the exposed portion 216 and covered with the sealing resin 6 .
  • the covering portion 217 is flat (or substantially flat).
  • the first lead 21 is arranged on one side in the x direction with respect to the second lead 22, and the second lead 22 is arranged in the x direction with respect to the first lead 21. located on the other side.
  • the second lead 22 has a second die pad 220 and a pair of terminal portions 225 .
  • the shape and size of the second die pad 220 are not particularly limited, and in this embodiment, it has a rectangular shape (or a substantially rectangular shape) when viewed in the z direction.
  • second die pad 220 has second main surface 221 and second back surface 222 .
  • the second major surface 221 and the second back surface 222 are positioned apart from each other in the z direction.
  • the second major surface 221 and the second back surface 222 face opposite sides in the z direction.
  • Each of the second main surface 221 and the second back surface 222 is flat (or substantially flat).
  • the second semiconductor element 12 is mounted on the second main surface 221 of the second die pad 220 .
  • the first lead 21 is electrically connected to the second main surface 221 by the second bonding layer 92 .
  • the second bonding layer 92 is made of a non-magnetic material with a relative magnetic permeability of less than 100, such as Ag paste or solder.
  • a pad gap 29 is provided between the first die pad 210 and the second die pad 220 .
  • the pad gap 29 extends along the y direction.
  • the first die pad 210 and the second die pad 220 overlap each other.
  • the thicknesses of first die pad 210 and second leads 22 are not particularly limited, and are, for example, 100 ⁇ m or more and 300 ⁇ m or less.
  • the pair of terminal portions 225 are connected to both ends of the second die pad 220 in the y direction. Thereby, the second die pad 220 is supported by the pair of terminal portions 225 .
  • Each of the pair of terminal portions 225 has an exposed portion 226 and a covering portion 227 .
  • the exposed portion 226 is a portion exposed from the sealing resin 6 when viewed in the z direction, and in the illustrated example, has a strip shape extending along the x direction.
  • the exposed portion 226 is bent.
  • the covering portion 227 is interposed between the second die pad 220 and the exposed portion 226 and covered with the sealing resin 6 .
  • the covering portion 227 is flat (or substantially flat).
  • a portion of the conductive support 2 overlapping the first semiconductor element 11 when viewed in the z direction is defined as a first portion 201.
  • a portion of the conductive support 2 that overlaps the second semiconductor element 12 when viewed in the z direction is defined as a second portion 202 .
  • a third portion 203 is defined as a portion of the conductive support 2 that overlaps the third semiconductor element 13 when viewed in the z direction.
  • the first part 201 and the third part 203 are each composed of a part of the first die pad 210 of the first lead 21 .
  • the second part 202 is configured by part of the second die pad 220 of the second lead 22 .
  • the plurality of terminal leads 3 includes portions of the first leads 21 located on one side in the x direction with respect to the first die pad 210, as shown in FIGS.
  • a plurality of terminal leads 3 are arranged along the y direction. At least one of the plurality of terminal leads 3 is electrically connected to the aforementioned first circuit. As shown in FIGS. 1 and 4, each of the plurality of terminal leads 3 is exposed from one of a pair of first side surfaces 63 of the sealing resin 6, which will be described later, located on one side in the x direction. is doing.
  • the multiple terminal leads 3 include multiple terminal leads 31 and a pair of terminal leads 32 .
  • the plurality of terminal leads 31 are sandwiched between the exposed portions 216 of the pair of terminal portions 215 of the first lead 21 in the y direction.
  • those that are electrically connected to the first semiconductor element 11 are an example of the "first terminal lead".
  • Each of the terminal leads 31 has an exposed portion 311 and a covered portion 312 .
  • the exposed portion 311 when viewed in the z direction, has a strip shape extending along the x direction.
  • the exposed portion 311 is a portion protruding from the sealing resin 6 along the x direction when viewed in the z direction. As shown in FIG. 3, the exposed portion 311 is bent.
  • the covering portion 312 is connected to the exposed portion 311 and covered with the sealing resin 6 .
  • the covering portion 312 includes a portion connected to the exposed portion 311 and a rectangular portion having a dimension in the y direction larger than that portion.
  • the covering portion 312 is flat (or substantially flat).
  • the pair of terminal leads 32 are arranged on both sides of the plurality of terminal leads 31 in the y direction.
  • Each of the pair of terminal leads 32 has an exposed portion 321 and a covered portion 322 .
  • the exposed portion 321 when viewed in the z direction, has a strip shape extending along the x direction.
  • the exposed portion 321 is a portion protruding from the sealing resin 6 along the x direction when viewed in the z direction. As shown in FIG. 3, the exposed portion 321 is bent.
  • the covering portion 322 is connected to the exposed portion 321 and covered with the sealing resin 6 .
  • the covering portion 322 includes a portion connected to the exposed portion 321 and a rectangular portion having a dimension in the y direction larger than that portion.
  • the covering portion 322 is flat (or substantially flat).
  • the plurality of terminal leads 4 includes portions of the second leads 22 located on the other side in the x direction with respect to the second die pad 220, as shown in FIGS.
  • a plurality of terminal leads 4 are arranged along the y direction. At least one of the plurality of terminal leads 4 is electrically connected to the aforementioned second circuit. As shown in FIGS. 1, 5, and 6, each of the plurality of terminal leads 4 is located on the other side in the x direction of a pair of first side surfaces 63 of the sealing resin 6, which will be described later. 63 is exposed.
  • the multiple terminal leads 4 include multiple terminal leads 41 and a pair of terminal leads 42 .
  • the plurality of terminal leads 41 are arranged sandwiched between the pair of terminal portions 225 of the second lead 22 in the y direction.
  • those that are electrically connected to the second semiconductor element 12 are an example of the "second terminal lead".
  • Each of the terminal leads 41 has an exposed portion 411 and a covered portion 412 .
  • the exposed portion 411 when viewed in the z direction, has a strip shape extending along the x direction.
  • the exposed portion 411 is a portion protruding from the sealing resin 6 along the x direction when viewed in the z direction. As shown in FIG. 3, the exposed portion 411 is bent.
  • the covering portion 412 is connected to the exposed portion 411 and covered with the sealing resin 6. As shown in FIG.
  • the covering portion 412 includes a portion connected to the exposed portion 411 and a rectangular portion having a dimension in the y direction larger than that of the portion.
  • the covering portion 412 is flat (or substantially flat).
  • the pair of terminal leads 42 are arranged on both sides of the plurality of terminal leads 41 and the pair of terminal portions 225 in the y direction.
  • Each of the pair of terminal leads 42 has an exposed portion 421 and a covered portion 422 .
  • the exposed portion 421 when viewed in the z direction, has a strip shape extending in the x direction.
  • the exposed portion 421 is a portion protruding from the sealing resin 6 along the x direction when viewed in the z direction. As shown in FIG. 3, the exposed portion 421 is bent.
  • the covering portion 422 is connected to the exposed portion 421 and covered with the sealing resin 6 .
  • the covering portion 422 includes a portion extending in the x-direction connected to the exposed portion 411 and a portion extending inward in the y-direction from the portion.
  • the covering portion 422 is flat (or substantially flat).
  • the plurality of second wires 52, the plurality of first wires 51, the plurality of third wires 53, and the plurality of fourth wires 54 are connected to the first leads 21, the second leads 22, the plurality of terminal leads 3, and the plurality of terminals. Together with the leads 4, the first semiconductor element 11, the second semiconductor element 12, and the third semiconductor element 13 constitute conduction paths for performing predetermined functions.
  • the plurality of second wires 52, the plurality of first wires 51, the plurality of third wires 53, and the plurality of fourth wires 54 are each made of a non-magnetic material with a relative magnetic permeability of less than 100, such as Au , Cu and Al.
  • the plurality of first wires 51 are joined to the third semiconductor element 13 and the first semiconductor element 11, as shown in FIGS.
  • the plurality of first wires 51 electrically connect the third semiconductor element 13 and the first semiconductor element 11 to each other.
  • each of the plurality of first wires 51 is joined to one of the plurality of first electrodes 131 of the third semiconductor element 13 and one of the plurality of electrodes 111 of the first semiconductor element 11. there is The multiple first wires 51 are arranged along the y direction.
  • the plurality of first wires 51 overlap the first die pad 210 when viewed in the z-direction.
  • the plurality of second wires 52 are joined to the third semiconductor element 13 and the second semiconductor element 12, as shown in FIGS.
  • the plurality of second wires 52 electrically connect the third semiconductor element 13 and the second semiconductor element 12 to each other.
  • each of the plurality of second wires 52 is joined to one of the plurality of second electrodes 132 of the third semiconductor element 13 and one of the plurality of electrodes 121 of the second semiconductor element 12.
  • the multiple second wires 52 are arranged along the y direction. Each of the plurality of second wires 52 straddles the pad gap 29 .
  • each of the plurality of third wires 53 is connected to one of the plurality of electrodes 111 of the first semiconductor element 11 and one of the plurality of terminal leads 3 (the covering of the plurality of terminal leads 31). 312 and the covering portion 322 of the pair of terminal leads 32 ) and the covering portion 217 of the pair of terminal portions 215 .
  • the plurality of third wires 53 electrically connect the first semiconductor element 11 to at least one of the plurality of terminal leads 31 and the plurality of terminal leads 32 .
  • five terminal leads 31 out of six terminal leads 31 are connected to the electrodes 111 of the first semiconductor element 11 via the third wires 53, and are called "first terminal leads".
  • terminal lead 32 on the lower side in the drawing of the two terminal leads 32 is connected to the electrode 111 of the first semiconductor element 11 via the third wire 53 .
  • all of the plurality of terminal leads 31 may be configured to correspond to the first terminal leads by being electrically connected to the first semiconductor element 11 by the plurality of third wires 53 .
  • each of the plurality of fourth wires 54 is connected to one of the plurality of electrodes 121 of the second semiconductor element 12 and one of the plurality of terminal leads 4 (the covering of the plurality of terminal leads 41). 412 and the covering portion 422 of the pair of terminal leads 42 ) and the covering portion 227 of the pair of terminal portions 225 .
  • the plurality of fourth wires 54 electrically connect the second semiconductor element 12 to at least one of the plurality of terminal leads 41 and the plurality of terminal leads 42 .
  • five terminal leads 41 out of six terminal leads 41 are connected to the electrodes 121 of the second semiconductor element 12 via the fourth wires 54, and are referred to as "second terminal leads".
  • both of the two terminal leads 42 are connected to the electrode 121 of the second semiconductor element 12 via the fourth wire 54 . It should be noted that all of the terminal leads 41 may be configured to correspond to the second terminal leads by conducting with the second semiconductor element 12 through the fourth wires 54 .
  • the sealing resin 6 partially covers each of the first semiconductor element 11, the second semiconductor element 12, the third semiconductor element 13, and the conductive support 2, as shown in FIG. As shown in FIG. 7 , the sealing resin 6 further covers the plurality of first wires 51 , the plurality of second wires 52 , the plurality of third wires 53 , and the plurality of fourth wires 54 .
  • the sealing resin 6 is made of a non-magnetic material having a relative magnetic permeability of less than 100, such as a material containing black epoxy resin.
  • the sealing resin 6 has a rectangular shape when viewed in the z direction.
  • the sealing resin 6 has a top surface 61, a bottom surface 62, a pair of first side surfaces 63, and a pair of second side surfaces 64.
  • top surface 61 and the bottom surface 62 are located apart from each other in the z-direction.
  • the top surface 61 and the bottom surface 62 face opposite sides in the z-direction.
  • Each of top surface 61 and bottom surface 62 is flat (or substantially flat).
  • the pair of first side surfaces 63 are connected to the top surface 61 and the bottom surface 62 and are separated from each other in the x direction.
  • Each of the plurality of terminal leads 3 and the pair of terminal portions 215 are exposed from the first side surface 63 positioned on one side in the x direction of the pair of first side surfaces 63 .
  • Each of the plurality of terminal leads 4 and the pair of terminal portions 225 are exposed from the first side surface 63 positioned on the other side in the x direction among the pair of first side surfaces 63 .
  • each of the pair of first side surfaces 63 includes a first upper portion 631, a first lower portion 632 and a first intermediate portion 633.
  • the first upper portion 631 has one end in the z direction connected to the top surface 61 and the other end in the z direction connected to the first intermediate portion 633 .
  • the first upper portion 631 is inclined with respect to the top surface 61 .
  • the first lower portion 632 has one end in the z direction connected to the bottom surface 62 and the other end in the z direction connected to the first intermediate portion 633 .
  • the first lower portion 632 is inclined with respect to the bottom surface 62 .
  • the first intermediate portion 633 has one end in the z direction connected to the first upper portion 631 and the other end in the z direction connected to the first lower portion 632 .
  • the first intermediate portion 633 runs along both the z-direction and the y-direction.
  • the first intermediate portion 633 is located outside the top surface 61 and the bottom surface 62 when viewed in the z direction. A portion of each of the plurality of terminal leads 3 and the pair of terminal portions 215 or a portion of each of the plurality of terminal leads 4 and the pair of terminal portions 225 are exposed from the first intermediate portion 633 .
  • the pair of second side surfaces 64 are connected to the top surface 61 and the bottom surface 62 and are separated from each other in the y direction. As shown in FIGS. 1 and 2 , the first lead 21 , the second lead 22 , the plurality of terminal leads 3 , and the plurality of terminal leads 4 are positioned away from the pair of second side surfaces 64 .
  • Each of the pair of second side surfaces 64 includes a second upper portion 641, a second lower portion 642 and a second intermediate portion 643, as shown in FIGS.
  • the second upper portion 641 has one end in the z direction connected to the top surface 61 and the other end in the z direction connected to the second intermediate portion 643 .
  • the second upper portion 641 is inclined with respect to the top surface 61 .
  • the second lower portion 642 has one end in the z direction connected to the bottom surface 62 and the other end in the z direction connected to the second intermediate portion 643 .
  • the second lower portion 642 is inclined with respect to the bottom surface 62 .
  • the second intermediate portion 643 has one end in the z direction connected to the second upper portion 641 and the other end in the z direction connected to the second lower portion 642 .
  • the second intermediate portion 643 runs along both the z-direction and the y-direction.
  • the second intermediate portion 643 is located outside the top surface 61 and the bottom surface 62 when viewed in the z direction.
  • a half-bridge circuit that includes low-side (low-potential side) switching elements and high-side (high-potential side) switching elements.
  • these switching elements are MOSFETs.
  • the low-side switching element both the source of the switching element and the reference potential of the gate driver that drives the switching element are grounded.
  • both the reference potential of the source of the switching element and the reference potential of the gate driver that drives the switching element correspond to the potential at the output node of the half-bridge circuit.
  • the reference potential of the gate driver that drives the high-side switching element changes.
  • the reference potential is equivalent to the voltage applied to the drain of the switching element (for example, 600V or higher).
  • the semiconductor device A1 the ground of the first semiconductor element 11 and the ground of the second semiconductor element 12 are separated. Therefore, when the semiconductor device A1 is used as a gate driver for driving the high-side switching element, a transient voltage equivalent to the voltage applied to the drain of the high-side switching element is applied to the ground of the second semiconductor element 12. applied
  • the conductive support 2 is composed of a member selected from a base material 70, a metal layer 71 and a metal layer 72.
  • the base material 70 is a member that ensures the rigidity and conductivity of the conductive support 2, and is made of a non-magnetic material with a relative magnetic permeability of less than 100.
  • Specific examples of the material of the base material 70 include, for example, Cu and Cu alloys.
  • An example of a Cu alloy that is a non-magnetic material is EFTEC (registered trademark) manufactured by Furukawa Electric.
  • the base material 70 is obtained by cutting and bending a metal plate made of the exemplified material, for example.
  • the metal layer 71 is a layer made of metal formed on the base material 70, and is formed by plating, for example.
  • the metal layer 71 is made of a non-magnetic material with a relative magnetic permeability of less than 100.
  • a specific example of the material of the metal layer 71 is Ag.
  • the metal layer 72 is a layer made of metal formed on the base material 70, and is formed by plating, for example.
  • the metal layer 72 is made of a non-magnetic material with a relative magnetic permeability of less than 100.
  • a specific example of the material of the metal layer 72 is Sn, for example.
  • the first die pad 210 of the first lead 21 is composed of the base material 70 and the metal layer 71.
  • FIG. A metal layer 71 of the first die pad 210 is formed on the first major surface 211 .
  • the exposed portion 216 of the terminal portion 215 is composed of the base material 70 and the metal layer 72 .
  • the metal layer 72 of the exposed portion 216 is formed on the entire surface of the exposed portion 216 .
  • Covering portion 217 is composed of base material 70 and metal layer 71 .
  • Metal layer 71 of covering portion 217 is formed on a portion of covering portion 217 that is connected to first main surface 211 .
  • the second die pad 220 of the second lead 22 is composed of the base material 70 and the metal layer 71 .
  • a metal layer 71 of the second die pad 220 is formed on the second major surface 221 .
  • the exposed portion 226 of the terminal portion 225 is composed of the base material 70 and the metal layer 72 .
  • the metal layer 72 of the exposed portion 226 is formed on the entire surface of the exposed portion 226 .
  • Covering portion 227 is composed of base material 70 and metal layer 71 .
  • the metal layer 71 of the covering portion 227 is formed on a portion of the covering portion 227 that is connected to the second main surface 221 .
  • the exposed portion 311 of the terminal lead 31 is composed of the base material 70 and the metal layer 72 .
  • the metal layer 72 of the exposed portion 311 is formed on the entire surface of the exposed portion 311 .
  • the covering portion 312 of the terminal lead 31 is composed of the base material 70 and the metal layer 71 .
  • the metal layer 71 of the covering portion 312 is formed on the upper surface of the portion of the covering portion 312 on the first die pad 210 side.
  • the exposed portion 321 of the terminal lead 32 is composed of the base material 70 and the metal layer 72 .
  • the metal layer 72 of the exposed portion 321 is formed on the entire surface of the exposed portion 321 .
  • the covering portion 322 of the terminal lead 32 is composed of the base material 70 and the metal layer 71 .
  • the metal layer 71 of the covering portion 322 is formed on the upper surface of the portion of the covering portion 322 on the first die pad 210 side.
  • the exposed portion 411 of the terminal lead 41 is composed of the base material 70 and the metal layer 72 .
  • the metal layer 72 of the exposed portion 411 is formed on the entire surface of the exposed portion 411 .
  • the covering portion 412 of the terminal lead 41 is composed of the base material 70 and the metal layer 71 .
  • the metal layer 71 of the covering portion 412 is formed on the upper surface of the portion of the covering portion 412 on the second die pad 220 side.
  • the exposed portion 421 of the terminal lead 42 is composed of the base material 70 and the metal layer 72 .
  • the metal layer 72 of the exposed portion 421 is formed on the entire surface of the exposed portion 421 .
  • the covering portion 422 of the terminal lead 42 is composed of the base material 70 and the metal layer 71 .
  • the metal layer 71 of the covering portion 422 is formed on the upper surface of the end portion of the covering portion 422 on the second die pad 220 side.
  • each part of the conductive support 2 is composed of the base material 70, the metal layer 71 and the metal layer 72 described above, in the semiconductor device A1, the entire conductive support 2 is made of a non-magnetic material. That is, the entire first lead 21 and the entire second lead 22 are made of a non-magnetic material, and all the plurality of terminal leads 31 including the first terminal lead and all the plurality of terminal leads 41 including the second terminal lead. , and the terminal leads 32 and 42 are made of a non-magnetic material. Also, such a configuration is an example of a configuration in which the first portion 201, the second portion 202, and the third portion 203 are made of a non-magnetic material.
  • the transmitting side inductor and the receiving side inductor are inductively coupled during operation. If the magnetic field generated by this inductive coupling is unduly disturbed, there is concern that the efficiency of signal transmission and reception between the transmitting side inductor and the receiving side inductor will be reduced.
  • the third part 203 is made of non-magnetic material.
  • the third portion 203 is a portion that overlaps with the third semiconductor element 13 when viewed in the z direction. Therefore, it is possible to suppress the disturbance of the magnetic field of the third semiconductor element 13 and improve the transmission efficiency.
  • the entire first die pad 210 (first lead 21) is made of a non-magnetic material.
  • the transmission efficiency can be further improved.
  • the portion of the conductive support 2 covered with the sealing resin 6 is made of a non-magnetic material. This is preferable for improving transmission efficiency.
  • the conductive support 2 of this embodiment is entirely made of a non-magnetic material. Such a configuration is suitable for improving transmission efficiency.
  • the first bonding layer 91, the second bonding layer 92 and the third bonding layer 93 are made of non-magnetic material. As a result, it is possible to suppress disturbance of the magnetic field of the third semiconductor element 13 by the first bonding layer 91, the second bonding layer 92, and the third bonding layer 93, thereby increasing the transmission efficiency.
  • the electrode 111 of the first semiconductor element 11, the electrode 121 of the second semiconductor element 12, and the first electrode 131 and the second electrode 132 of the third semiconductor element 13 are made of non-magnetic material. Thereby, it is possible to further suppress disturbance of the magnetic field of the third semiconductor element 13 .
  • the first wire 51, the second wire 52, the third wire 53 and the fourth wire 54 are each made of a non-magnetic material. Also, the sealing resin 6 is made of a non-magnetic material. Such a configuration contributes to improvement in transmission efficiency.
  • FIGS. 9 and 10 show a first modification of the semiconductor device A1.
  • the semiconductor device A11 of this modified example differs from the semiconductor device A1 described above in the configuration of the conductive support 2 .
  • a metal layer 73 is provided instead of the metal layer 72 in the place where the metal layer 72 was provided in the conductive support 2 of the semiconductor device A1.
  • the metal layer 73 is composed of a plurality of plated layers in which Ni/Pd/Au are laminated in order, for example.
  • the metal layer 73 contains a magnetic material, Ni (relative magnetic permeability: about 600). Therefore, the portions (exposed portions 311, 321, 411, 421, 216, 226) of the conductive support 2 where the metal layer 73 is provided are not made of a non-magnetic material.
  • a part is made of a non-magnetic material means that each part of the constituent material is a non-magnetic material. For example, if a portion includes the base material 70 that is a non-magnetic material, but includes a metal layer 73 that has a magnetic material, the portion is not a portion made of the non-magnetic material.
  • the portion of the conductive support 2 covered with the sealing resin 6 is made of a magnetizable material.
  • This modified example can also improve the transmission efficiency.
  • a portion of the conductive support 2 covered with the sealing resin 6 is made of a non-magnetic material. These parts are closer to the third semiconductor element 13 than the part of the conductive support 2 exposed from the sealing resin 6 . Therefore, an improvement in transmission efficiency can be expected. Allowing the application of a magnetic material such as Ni/Pd/Au to the portion of the conductive support 2 exposed from the sealing resin 6 suppresses the influence of the third semiconductor element 13 on the magnetic field and prevents the use of solder or the like. There is an advantage that it is easy to adopt the metal layer 73 suitable for the conductive bonding material or the metal layer 73 capable of suppressing deterioration of the conductive support 2 .
  • the semiconductor device A12 of this modified example differs from the above-described semiconductor device A1 in the configuration of the conductive support 2 .
  • the conductive support 2 is composed of the base material 70 and the metal layer 73 .
  • the metal layer 73 is provided at the location where the metal layer 73 was provided and the location where the metal layer 71 was provided in the semiconductor device A11. is provided.
  • the first lead 21 has the first die pad 210 formed of the base material 70 and the metal layer 73 is not provided.
  • a metal layer 73 is provided on a portion of the covering portion 217 of the pair of terminal portions 215 that is connected to the first main surface 211 .
  • the first part 201 and the third part 203 are composed only of the base material 70, and are configured as parts made of a non-magnetic material.
  • the second part 202 is a part containing a magnetic material, and is not made of a non-magnetic material.
  • This modified example can also improve the transmission efficiency.
  • the third part 203 is made of a magnetic material. By maintaining the configuration consisting of, the effect of improving the transmission efficiency can be obtained.
  • the semiconductor device A2 of this embodiment differs from the above-described embodiment in the mounting location of the third semiconductor element 13 on the conductive support 2 .
  • the third semiconductor element 13 is mounted on the second die pad 220 of the second lead 22 . That is, the first semiconductor element 11 is mounted on the first die pad 210 of the first lead 21, and the second semiconductor element 12 and the third semiconductor element 13 are mounted on the second die pad 220 of the second lead 22. It is Therefore, the first portion 201 is made up of a portion of the first lead 21 , and the second portion 202 and the third portion 203 are made up of a portion of the second lead 22 . In this case, it is preferable that the receiving inductor be positioned between the second die pad 220 and the transmitting inductor in the z-direction. Also in this embodiment, the third semiconductor element 13 is positioned between the first semiconductor element 11 and the second semiconductor element 12 in the x-direction.
  • the conductive support 2 of the semiconductor device A2 is composed of a base material 70, metal layers 71 and 72, like the conductive support 2 of the semiconductor device A1.
  • the materials of the base material 70, the metal layers 71 and 72, and the locations where the metal layers 71 and 72 are provided are the same as those of the semiconductor device A1.
  • the third semiconductor element 13 is not limited to being mounted on the first leads 21 and may be mounted on the second leads 22 .
  • FIG. 16 shows a first modified example of the semiconductor device A2.
  • the semiconductor device A21 of this modified example differs from the above-described semiconductor device A2 in the configuration of the conductive support 2 .
  • a metal layer 73 is provided instead of the metal layer 72 in the place where the metal layer 72 was provided in the conductive support 2 of the semiconductor device A2.
  • Metal layer 73 has, for example, the same configuration as metal layer 73 of semiconductor device A11 described above, and includes a magnetic material. Therefore, the portions (exposed portions 311, 321, 411, 421, 216, 226) of the conductive support 2 where the metal layer 73 is provided are not made of a non-magnetic material.
  • the portion of the conductive support 2 covered with the sealing resin 6 is made of a magnetizable material.
  • This modified example can also improve the transmission efficiency.
  • a portion of the conductive support 2 covered with the sealing resin 6 is made of a non-magnetic material. These parts are closer to the third semiconductor element 13 than the part of the conductive support 2 exposed from the sealing resin 6 . Therefore, an improvement in transmission efficiency can be expected. Allowing the application of a magnetic material such as Ni/Pd/Au to the portion of the conductive support 2 exposed from the sealing resin 6 suppresses the influence of the third semiconductor element 13 on the magnetic field and prevents the use of solder or the like. There is an advantage that it is easy to adopt the metal layer 73 suitable for the conductive bonding material or the metal layer 73 capable of suppressing deterioration of the conductive support 2 .
  • FIG. 17 shows a second modification of the semiconductor device A2.
  • the semiconductor device A22 of this modified example differs from the semiconductor device A2 described above in the configuration of the conductive support 2 .
  • the conductive support 2 is composed of the base material 70 and the metal layer 73 .
  • the metal layer 73 is provided at the portion where the metal layer 73 was provided and the portion where the metal layer 71 was provided in the semiconductor device A21. is provided.
  • the second lead 22 has the second die pad 220 formed of the base material 70 and the metal layer 73 is not provided.
  • a metal layer 73 is provided on a portion of the covering portion 227 of the pair of terminal portions 225 that is connected to the second main surface 221 .
  • the second part 202 and the third part 203 are composed only of the base material 70, and are configured as parts made of a non-magnetic material.
  • the first part 201 is a part containing a magnetic material, and is not made of a non-magnetic material.
  • This modified example can also improve the transmission efficiency.
  • the third part 203 is made of a magnetic material. By maintaining the configuration consisting of, the effect of improving the transmission efficiency can be obtained.
  • the conductive support 2 has a first lead 21, a second lead 22, a third lead 23, a plurality of terminal leads 3 and a plurality of terminal leads 4. As shown in FIG.
  • the third lead 23 is located between the first lead 21 and the second lead 22 in the x direction and is separated from the first lead 21 and the second lead 22 .
  • the third lead 23 has a third die pad 230 and a pair of extensions 235 .
  • the third die pad 230 is positioned between the first die pad 210 and the second die pad 220 .
  • the shape of the third die pad 230 is not particularly limited, and in the illustrated example, it is a rectangular shape elongated in the y direction.
  • Third die pad 230 has a third major surface 231 and a third back surface 232 .
  • the third main surface 231 and the third back surface 232 are surfaces facing opposite sides in the z direction.
  • a pair of extending portions 235 are portions extending from the third die pad 230 to both sides in the y direction.
  • the x-direction dimension of the extension 235 is smaller than the x-direction dimension of the third die pad 230 .
  • the extending portion 235 is covered with the sealing resin 6 except for the end faces facing the y direction.
  • the first semiconductor element 11 is mounted on the first die pad 210
  • the second semiconductor element 12 is mounted on the second die pad 220
  • the third semiconductor element 13 is mounted on the third die pad 230 . It is mounted on the three main surfaces 231 . Therefore, the first portion 201 is made up of part of the first lead 21 , the second portion 202 is made up of part of the second lead 22 , and the third portion 203 is made up of part of the third lead 23 . It is composed of departments.
  • the conductive support 2 of this embodiment consists of a base material 70, a metal layer 71 and a metal layer 72, similar to the conductive support 2 of the semiconductor devices A1 and A2.
  • the aspects of the base material 70, the metal layers 71 and 72 that constitute the first lead 21, the second lead 22, the plurality of terminal leads 3 and the plurality of terminal leads 4 are the same as those of the semiconductor device A1 and the semiconductor device A2.
  • the third lead 23 is composed of a base material 70 and a metal layer 71 .
  • the third lead 23 is provided with a metal layer 71 except for the end faces of the pair of extensions 235 facing in the y direction.
  • the configuration in which the third semiconductor element 13 is mounted on the first lead 21 or the second lead 22 is not limited, and the third semiconductor element 13 is mounted separately from the first lead 21 and the second lead 22 . It may be mounted on the third lead 23 which is formed as follows.
  • FIG. 21 shows a first modified example of the semiconductor device A3.
  • the semiconductor device A31 of this modified example differs from the above-described semiconductor device A3 in the configuration of the conductive support 2 .
  • a metal layer 73 is provided instead of the metal layer 72 in the place where the metal layer 72 was provided in the conductive support 2 of the semiconductor device A3.
  • Metal layer 73 has, for example, the same configuration as metal layer 73 of semiconductor device A11 described above, and includes a magnetic material. Therefore, the portions (exposed portions 311, 321, 411, 421, 216, 226) of the conductive support 2 where the metal layer 73 is provided are not made of a non-magnetic material.
  • the portion of the conductive support 2 covered with the sealing resin 6 is made of a magnetizable material.
  • This modified example can also improve the transmission efficiency.
  • a portion of the conductive support 2 covered with the sealing resin 6 is made of a non-magnetic material. These parts are closer to the third semiconductor element 13 than the part of the conductive support 2 exposed from the sealing resin 6 . Therefore, an improvement in transmission efficiency can be expected. Allowing the application of a magnetic material such as Ni/Pd/Au to the portion of the conductive support 2 exposed from the sealing resin 6 suppresses the influence of the third semiconductor element 13 on the magnetic field and prevents the use of solder or the like. There is an advantage that it is easy to adopt the metal layer 73 suitable for the conductive bonding material or the metal layer 73 capable of suppressing deterioration of the conductive support 2 .
  • FIG. 22 shows a second modification of the semiconductor device A3.
  • the semiconductor device A32 of this modified example differs from the semiconductor device A2 described above in the configuration of the conductive support 2 .
  • the conductive support 2 is composed of the base material 70 and the metal layer 73 .
  • the first lead 21, the second lead 22, the plurality of terminal leads 3, and the plurality of terminal leads 4 of the semiconductor device A12 the portion where the metal layer 73 was provided and the portion where the metal layer 71 was provided , a metal layer 73 is provided.
  • the third lead 23 is made of only the base material 70 .
  • the third part 203 is composed only of the base material 70 and is configured as a part made of a non-magnetic material.
  • the first die pad 210 including the first portion 201 and the second die pad 220 including the second portion 202 are portions containing magnetic material and are not configured to be made of non-magnetic material.
  • This modified example can also improve the transmission efficiency.
  • the third part 203 is made of a magnetic material. By maintaining the configuration consisting of, the effect of improving the transmission efficiency can be obtained.
  • Appendix 1 a conducting support including a plurality of leads; a first semiconductor element supported by the conductive support; a second semiconductor element supported by the conductive support; a third semiconductor element supported by the conductive support, electrically connected to the first semiconductor element and the second semiconductor element, and insulating the first semiconductor element and the second semiconductor element from each other; a sealing resin that covers the first semiconductor element, the second semiconductor element, the third semiconductor element, and a part of the conductive support; with The conducting support is a first portion overlapping the first semiconductor element when viewed in the thickness direction of the lead; a second portion overlapping the second semiconductor element when viewed in the thickness direction; a third portion overlapping the third semiconductor element when viewed in the thickness direction; including The semiconductor device, wherein the material of the third part is a non-magnetic material having a relative magnetic permeability of less than 100.
  • Appendix 2 The semiconductor device according to appendix 1, wherein the material of the first part is the non-magnetic material. Appendix 3. 3. The semiconductor device according to appendix 1 or 2, wherein the material of the second part is the non-magnetic material. Appendix 4.
  • the conductive support has a first lead including the first portion, 4. The semiconductor device according to any one of appendices 1 to 3, wherein the material of the first lead is the non-magnetic material.
  • Appendix 5. the conductive support includes the second portion and has a second lead separated from the first lead; 5.
  • the semiconductor device according to appendix 4, wherein the material of the second lead is the non-magnetic material.
  • Appendix 6. 6. The semiconductor device according to appendix 5, wherein the first lead includes the third portion.
  • Appendix 7. 6. The semiconductor device according to appendix 5, wherein the second lead includes the third portion.
  • Appendix 8. the conducting support includes a first terminal lead electrically connected to the first semiconductor element and separated from the first lead and the second lead; The first terminal lead has a first covered portion covered with the sealing resin and a first exposed portion exposed from the sealing resin, 8.
  • Appendix 9. The semiconductor device according to appendix 8, wherein the material of the first terminal lead is the non-magnetic material.
  • the conducting support includes a second terminal lead electrically connected to the second semiconductor element and separated from the first lead and the second lead;
  • the second terminal lead has a second covered portion covered with the sealing resin and a second exposed portion exposed from the sealing resin, 10.
  • the semiconductor device according to appendix 10, wherein the material of the second terminal lead is the non-magnetic material.
  • Appendix 12. a first bonding layer that bonds the first semiconductor element and the first part; a second bonding layer that bonds the second semiconductor element and the second part; a third bonding layer that bonds the third semiconductor element and the third part; further comprising 12.
  • Appendix 15. 15.
  • the first terminal lead includes a base material made of Cu or a Cu alloy having a relative magnetic permeability of less than 100,
  • the first covering part includes an Ag plating layer arranged on the base material,
  • the semiconductor device according to appendix 8 wherein the first exposed portion includes a Sn plating layer disposed on the base material.
  • the second terminal lead includes a base material made of Cu or a Cu alloy having a relative magnetic permeability of less than 100,
  • the second coating includes an Ag plating layer arranged on the base material, 11.
  • the semiconductor device according to appendix 10 wherein the second exposed portion includes a Sn plating layer arranged on the base material.

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Abstract

半導体装置は、複数のリードを含む導通支持体と、前記導通支持体に支持された第1半導体素子と、前記導通支持体に支持された第2半導体素子と、前記導通支持体に支持され、且つ前記第1半導体素子と前記第2半導体素子とに電気的に接続され、且つ前記第1半導体素子および前記第2半導体素子を互いに絶縁する第3半導体素子と、前記第1半導体素子、前記第2半導体素子および前記第3半導体素子、並びに、前記導通支持体の一部を覆う封止樹脂と、を備える。前記導通支持体は、前記リードの厚さ方向に視て前記第1半導体素子と重なる第1部と、前記厚さ方向に視て前記第2半導体素子と重なる第2部と、前記厚さ方向に視て前記第3半導体素子と重なる第3部と、を含む。前記第3部の材料は、比透磁率が100未満である非磁性材料である。

Description

半導体装置
 本開示は、半導体装置に関する。
 従来、電気自動車(ハイブリッド自動車を含む)または家電機器などにインバータ装置が使用されており、このようなインバータ装置には半導体装置が使用されている。当該インバータ装置は、たとえば半導体装置と、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)やMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)などのパワー半導体とを備える。上記半導体装置は、制御素子および駆動素子を有する。当該インバータ装置においては、ECU(Engine Control Unit)から出力された制御信号が、当該半導体装置の制御素子に入力される。制御素子は、制御信号をPWM(Pulse Width Modulation)制御信号に変換し、駆動素子に伝送する。駆動素子は、PWM制御信号に基づき、たとえば6つのパワー半導体を所望のタイミングでスイッチング動作させる。6つのパワー半導体が所望のタイミングでスイッチング動作をすることで、車載用バッテリの直流電力からモータ駆動用の三相交流電力が生成される。特許文献1には、制御素子(コントローラチップ)、駆動素子(ドライバチップ)およびトランスチップを備えた半導体装置の一例が開示されている。
特開2018-207127号公報
 トランスチップは、集積化された2つのコイル間において、誘導結合を用いた信号伝達を行う。この誘導結合の磁界が乱されると、伝達効率が低下する等の不具合が生じる。
 上述の事情に鑑み、本開示は、伝達効率を向上させることが可能な半導体装置を提供することを一の課題とする。
 本開示によって提供される半導体装置は、複数のリードを含む導通支持体と、前記導通支持体に支持された第1半導体素子と、前記導通支持体に支持された第2半導体素子と、前記導通支持体に支持され、且つ前記第1半導体素子と前記第2半導体素子とに電気的に接続され、且つ前記第1半導体素子および前記第2半導体素子を互いに絶縁する第3半導体素子と、前記第1半導体素子、前記第2半導体素子および前記第3半導体素子、並びに、前記導通支持体の一部を覆う封止樹脂と、を備える。前記導通支持体は、前記リードの厚さ方向に視て前記第1半導体素子と重なる第1部と、前記厚さ方向に視て前記第2半導体素子と重なる第2部と、前記厚さ方向に視て前記第3半導体素子と重なる第3部と、を含む。前記第3部の材料は、比透磁率が100未満である非磁性材料である。
 上記構成によれば、半導体装置における伝達効率を向上させることができる。
 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実施形態に係る半導体装置を示す平面図である。 本開示の第1実施形態に係る半導体装置を示す平面図である。 本開示の第1実施形態に係る半導体装置を示す正面図である。 本開示の第1実施形態に係る半導体装置を示す左側面図である。 本開示の第1実施形態に係る半導体装置を示す右側面図である。 本開示の第1実施形態に係る半導体装置を示す要部平面図である。 図2のVII-VII線に沿う断面図である。 図2のVIII-VIII線に沿う断面図である。 本開示の第1実施形態に係る半導体装置の第1変形例を示す要部平面図である。 図9のX-X線に沿う断面図である。 本開示の第1実施形態に係る半導体装置の第2変形例を示す要部平面図である。 図11のXII-XII線に沿う断面図である。 本開示の第2実施形態に係る半導体装置を示す平面図である。 本開示の第2実施形態に係る半導体装置を示す要部平面図である。 図13のXV-XV線に沿う断面図である。 本開示の第2実施形態に係る半導体装置の第1変形例を示す要部平面図である。 本開示の第2実施形態に係る半導体装置の第2変形例を示す要部平面図である。 本開示の第3実施形態に係る半導体装置を示す平面図である。 本開示の第3実施形態に係る半導体装置を示す要部平面図である。 図18のXX-XX線に沿う断面図である。 本開示の第3実施形態に係る半導体装置の第1変形例を示す要部平面図である。 本開示の第3実施形態に係る半導体装置の第2変形例を示す要部平面図である。
 本開示を実施するための形態について、添付図面に基づいて説明する。
 本開示における「第1」、「第2」、「第3」等の用語は、単に用語の識別のために用いたものであり、必ずしもそれらの対象物に順列を付することを意図していない。
 図1~図8に基づき、本開示の第1実施形態に係る半導体装置A1について説明する。半導体装置A1は、第1半導体素子11、第2半導体素子12、第3半導体素子13、導通支持体2、複数の第2ワイヤ52、複数の第1ワイヤ51、複数の第3ワイヤ53、複数の第4ワイヤ54、および封止樹脂6を備える。半導体装置A1は、たとえば電気自動車などのインバータ装置の配線基板に表面実装されるものである。半導体装置A1のパッケージ形式は、SOP(Small Outline Package)である。なお、半導体装置A1のパッケージ形式は、SOPに限定されない。
 図1および図2は、半導体装置A1を示す平面図である。図3は、半導体装置A1を示す正面図である。図4は、半導体装置A1を示す左側面図である。図5は、半導体装置A1を示す右側面図である。図6は、半導体装置A1を示す要部平面図である。図7は、図2のVII-VII線に沿う断面図である。図8は、図2のVIII-VIII線に沿う断面図である。ここで、図2は、理解の便宜上、封止樹脂6を想像線で示している。また、図9は、理解の便宜上、封止樹脂6を想像線で示し、第1半導体素子11、第2半導体素子12、第3半導体素子13複数の第2ワイヤ52、複数の第1ワイヤ51および複数の第3ワイヤ53を省略している。
 半導体装置A1の説明においては、後述の第1リード21の第1ダイパッド210および第2リード22の第2ダイパッド220の厚さ方向を「z方向」と呼ぶ。z方向に対して直交する方向を「x方向」と呼ぶ。z方向およびx方向の双方に対して直交する方向を「y方向」と呼ぶ。
 第1半導体素子11、第2半導体素子12および第3半導体素子13は、半導体装置A1の機能中枢となる素子である。図2に示すように、半導体装置A1においては、第1半導体素子11、第2半導体素子12および第3半導体素子13の各々は、いずれも個々の素子で構成されている。z方向に視て、第1半導体素子11、第2半導体素子12および第3半導体素子13の各々は、y方向を長辺とする矩形状である。
 第1半導体素子11は、ECUなどから入力された制御信号をPWM制御信号に変換する回路と、PWM制御信号を第2半導体素子12へ伝送するための送信回路と、第2半導体素子12からの電気信号を受ける受信回路とを有する。
 第2半導体素子12は、PWM制御信号を受信する受信回路と、PWM制御信号に基づきスイッチング素子(たとえばIGBTやMOSFETなど)のスイッチング動作を行う回路(ゲートドライバ)と、電気信号を第1半導体素子11へ伝送するための送信回路とを有する。当該電気信号は、たとえばモータ近傍に配置された温度センサからの出力信号が挙げられる。
 第3半導体素子13は、第1半導体素子11と第2半導体素子12とに電気的に接続され、且つ第1半導体素子11および第2半導体素子12を互いに絶縁する素子である。第3半導体素子13は、半導体装置A1の動作時において、第1半導体素子11と第2半導体素子12との間でPWM制御信号および他の電気信号等の信号を中継する。半導体装置A1においては、第3半導体素子13は、インダクティブ型である。インダクティブ型の第3半導体素子13の一例として、絶縁型トランスが挙げられる。絶縁型トランスは、集積化された2つのインダクタ(コイル)を誘導結合させることで、絶縁状態による電気信号の伝送を行う。第3半導体素子13は、たとえばSiからなる基板を有する。前記基板上にCuからなるインダクタが形成されている。当該インダクタは、送信側インダクタおよび受信側インダクタを含み、これらのインダクタはz方向において積層されている。送信側インダクタと受信側インダクタとの間には、SiO2などからなる誘電体層が介装されている。誘電体層により、送信側インダクタと受信側インダクタとは、電気的に絶縁されている。
 半導体装置A1においては、第2半導体素子12は、第1半導体素子11に要求される電源電圧よりも高い電源電圧を要する。このため、第1半導体素子11と第2半導体素子12との間に著しい電位差が生じる。そこで、半導体装置A1においては、第1半導体素子11を構成要素に含む第1回路と、第2半導体素子12を構成要素に含む第2回路とが、第3半導体素子13により互いに絶縁されている。半導体装置A1においては、第1回路が相対的に低電圧であり、かつ第2回路が相対的に高電圧である。第3半導体素子13は、第1回路と第2回路との信号の送受信を中継する。たとえば、電気自動車やハイブリッド自動車のインバータ装置においては、第1半導体素子11に印加させる電圧が5V程度であることに対し、第2半導体素子12に印加される電圧が過渡的に600V以上となることがある。
 図2および図10に示すように、第3半導体素子13は、x方向において、第1半導体素子11と第2半導体素子12との間に位置する。第1半導体素子11および第3半導体素子13は、後述の第1リード21の第1ダイパッド210に搭載されている。第2半導体素子12は、後述の第2リード22の第2ダイパッド220に搭載されている。この場合、送信側インダクタが、z方向において第1ダイパッド210と受信側インダクタとの間に位置する構成が好ましい。
 図2および図7に示すように、第1半導体素子11の上面(後述する第1ダイパッド210の第1主面211と同じ向きを向く面)には、複数の電極111が設けられている。複数の電極111は、第1半導体素子11に構成された回路に導通する。同様に、第2半導体素子12の上面(当該第1主面211と同じ向きを向く面)には、複数の電極121が設けられている。複数の電極121は、第2半導体素子12に構成された回路に導通する。第3半導体素子13の上面(当該第1主面211と同じ向きを向く面)には、複数の第1電極131、および複数の第2電極132が設けられている。複数の第1電極131、および複数の第2電極132の各々は、送信側インダクタおよび受信側インダクタのいずれかに導通する。図2に示すように、第3半導体素子13においては、複数の第1電極131は、y方向に沿って配列されている。同様に、複数の第2電極132もy方向に沿って配列されている。本実施形態においては、電極111、電極121、第1電極131および第2電極132は、比透磁率が100未満である非磁性材料からなり、たとえばAl、AlCu、AlSiCu、AlSi等からなる。
 導通支持体2は、第1半導体素子11、第2半導体素子12および第3半導体素子13を支持する機能と、第1半導体素子11および第2半導体素子12への導通経路を構成する機能とを果たす。本実施形態の導通支持体2は、第1リード21、第2リード22、複数の端子リード3、および複数の端子リード4を含む。
 図2および図3に示すように、第1リード21は、第1ダイパッド210および一対の端子部215を有する。第1ダイパッド210の形状や大きさは特に限定されず、本実施形態においては、z方向に視て矩形状(あるいは略矩形状)である。図7および図8に示すように、第1ダイパッド210は、第1主面211および第1裏面212を有する。第1主面211および第1裏面212は、z方向において互いに離れて位置する。第1主面211および第1裏面212は、z方向において互いに反対側を向く。第1主面211および第1裏面212の各々は、平坦(あるいは略平坦)である。本実施形態においては、第1ダイパッド210の第1主面211には、第1半導体素子11および第3半導体素子13が搭載されている。第1半導体素子11は、第1接合層91によって第1主面211に導通接合されている。第1接合層91は、比透磁率が100未満である非磁性材料からなり、たとえばAgペーストまたははんだ等である。第3半導体素子13は、第3接合層93によって第1主面211に導通接合されている。第3接合層93は、比透磁率が100未満である非磁性材料からなり、たとえばAgペーストまたははんだ等である。あるいは、第3接合層93は、非磁性材料である絶縁性材料であってもよい。
 図1~図4に示すように、一対の端子部215は、第1ダイパッド210のy方向における両端につながっている。これにより、第1ダイパッド210は、一対の端子部215に支持されている。一対の端子部215の各々は、露出部216および被覆部217を有する。
 図2および図6に示すように、z方向に視て、露出部216は、封止樹脂6から露出した部分であり、図示された例においては、x方向に沿って延びる帯状である。露出部216は、曲げ加工が施されている。被覆部217は、第1ダイパッド210と露出部216との間に介在しており、封止樹脂6に覆われている。被覆部217は、平坦(あるいは略平坦)である。
 図2および図6に示すように、第1リード21は、第2リード22に対してx方向の一方側に配置されており、第2リード22は、第1リード21に対してx方向の他方側に配置されている。第2リード22は、第2ダイパッド220および一対の端子部225を有する。第2ダイパッド220の形状や大きさは特に限定されず、本実施形態においては、z方向に視て矩形状(あるいは略矩形状)である。図7および図8に示すように、第2ダイパッド220は、第2主面221および第2裏面222を有する。第2主面221および第2裏面222は、z方向において互いに離れて位置する。第2主面221および第2裏面222は、z方向において互いに反対側を向く。第2主面221および第2裏面222の各々は、平坦(あるいは略平坦)である。本実施形態においては、第2ダイパッド220の第2主面221には、第2半導体素子12が搭載されている。第1リード21は、第2接合層92によって第2主面221に導通接合されている。第2接合層92は、比透磁率が100未満である非磁性材料からなり、たとえばAgペーストまたははんだ等である。第1リード21に第1半導体素子11が導通接合され、第2リード22に第2半導体素子12が導通接合されることにより、半導体装置A1の動作時において、第1リード21と第2リード22とは、互いの電位が異なる。
 第1ダイパッド210と第2ダイパッド220との間には、パッド隙間29が設けられている。z方向に視て、パッド隙間29は、y方向に沿って延びている。また、x方向に視て、第1ダイパッド210と第2ダイパッド220とは互いに重なる。第1ダイパッド210および第2リード22の厚さは特に限定されず、たとえば100μm以上300μm以下である。
 図1~図4に示すように、一対の端子部225は、第2ダイパッド220のy方向における両端につながっている。これにより、第2ダイパッド220は、一対の端子部225に支持されている。一対の端子部225の各々は、露出部226および被覆部227を有する。
 図2および図6に示すように、z方向に視て、露出部226は、封止樹脂6から露出した部分であり、図示された例においては、x方向に沿って延びる帯状である。露出部226は、曲げ加工が施されている。被覆部227は、第2ダイパッド220と露出部226との間に介在しており、封止樹脂6に覆われている。被覆部227は、平坦(あるいは略平坦)である。
 図6および図7に示すように、導通支持体2のうちz方向に視て第1半導体素子11と重なる部分を第1部201と定義する。また、導通支持体2のうちz方向に視て第2半導体素子12と重なる部分を第2部202と定義する。また、導通支持体2のうちz方向に視て第3半導体素子13と重なる部分を第3部203と定義する。本実施形態においては、第1部201および第3部203は、第1リード21の第1ダイパッド210の一部ずつによって構成されている。また、第2部202は、第2リード22の第2ダイパッド220の一部によって構成されている。
 複数の端子リード3は、図1および図2に示すように、第1リード21の第1ダイパッド210に対してx方向の一方側に位置する部分を含む。複数の端子リード3は、y方向に沿って配列されている。複数の端子リード3の少なくともいずれかが、先述の第1回路に導通している。図1および図4に示すように、複数の端子リード3の各々は、後述する封止樹脂6の一対の第1側面63のうち、x方向の一方側に位置する当該第1側面63から露出している。複数の端子リード3は、複数の端子リード31および一対の端子リード32を含む。
 図2および図4に示すように、複数の端子リード31は、y方向において第1リード21の一対の端子部215の露出部216に挟まれて配置されている。複数の端子リード31のうち第1半導体素子11に導通するものは、「第1端子リード」の一例である。複数の端子リード31の各々は、露出部311および被覆部312を有する。
 図2および図6に示すように、z方向に視て、露出部311は、x方向に沿って延びる帯状である。露出部311は、z方向に視て封止樹脂6からx方向に沿って突出した部分である。図3に示すように、露出部311は、曲げ加工が施されている。
 図2に示すように、被覆部312は、露出部311につながり、かつ封止樹脂6に覆われている。図示された例においては、被覆部312は、露出部311に繋がる部分と、当該部分よりもy方向の寸法が大である矩形状部分とを含む。被覆部312は、平坦(あるいは略平坦)である。
 図2、図4および図6に示すように、一対の端子リード32は、複数の端子リード31のy方向の両側に配置されている。一対の端子リード32の各々は、露出部321および被覆部322を有する。
 図2および図6に示すように、z方向に視て、露出部321は、x方向に沿って延びる帯状である。露出部321は、z方向に視て封止樹脂6からx方向に沿って突出した部分である。図3に示すように、露出部321は、曲げ加工が施されている。
 図2に示すように、被覆部322は、露出部321につながり、かつ封止樹脂6に覆われている。図示された例においては、被覆部322は、露出部321に繋がる部分と、当該部分よりもy方向の寸法が大である矩形状部分とを含む。被覆部322は、平坦(あるいは略平坦)である。
 複数の端子リード4は、図1、図2および図6に示すように、第2リード22の第2ダイパッド220に対してx方向の他方側に位置する部分を含む。複数の端子リード4は、y方向に沿って配列されている。複数の端子リード4の少なくともいずれかが、先述の第2回路に導通している。図1、図5および図6に示すように、複数の端子リード4の各々は、後述する封止樹脂6の一対の第1側面63のうち、x方向の他方側に位置する当該第1側面63から露出している。複数の端子リード4は、複数の端子リード41および一対の端子リード42を含む。
 図2、図5および図6に示すように、複数の端子リード41は、y方向において第2リード22の一対の端子部225に挟まれて配置されている。複数の端子リード41のうち第2半導体素子12に導通するものは、「第2端子リード」の一例である。複数の端子リード41の各々は、露出部411および被覆部412を有する。
 図2および図6に示すように、z方向に視て、露出部411は、x方向に沿って延びる帯状である。露出部411は、z方向に視て封止樹脂6からx方向に沿って突出した部分である。図3に示すように、露出部411は、曲げ加工が施されている。
 図2および図6に示すように、被覆部412は、露出部411につながり、かつ封止樹脂6に覆われている。被覆部412は、露出部411に繋がる部分と、当該部分よりもy方向の寸法が大である矩形状部分とを含む。被覆部412は、平坦(あるいは略平坦)である。
 図2、図5および図6に示すように、一対の端子リード42は、複数の端子リード41および一対の端子部225のy方向の両側に配置されている。一対の端子リード42の各々は、露出部421および被覆部422を有する。
 図2に示すように、z方向に視て、露出部421は、x方向に沿って延びる帯状である。露出部421は、z方向に視て封止樹脂6からx方向に沿って突出した部分である。図3に示すように、露出部421は、曲げ加工が施されている。
 図2に示すように、被覆部422は、露出部421につながり、かつ封止樹脂6に覆われている。被覆部422は、露出部411に繋がるx方向に延びる部分と、当該部分からy方向の内方に延びる部分とを含む。被覆部422は、平坦(あるいは略平坦)である。
 複数の第2ワイヤ52、複数の第1ワイヤ51、複数の第3ワイヤ53、および複数の第4ワイヤ54は、第1リード21、第2リード22、複数の端子リード3、および複数の端子リード4とともに、第1半導体素子11、第2半導体素子12および第3半導体素子13が所定の機能を果たすための導通経路を構成している。複数の第2ワイヤ52、複数の第1ワイヤ51、複数の第3ワイヤ53、および複数の第4ワイヤ54の各々の材料は、比透磁率が100未満である非磁性材料からなり、たとえばAu、CuおよびAlのいずれかを含む金属である。
 複数の第1ワイヤ51は、図2および図7に示すように、第3半導体素子13と、第1半導体素子11とに接合されている。複数の第1ワイヤ51によって、第3半導体素子13と、第1半導体素子11とが互いに導通する。半導体装置A1においては、複数の第1ワイヤ51の各々は、第3半導体素子13の複数の第1電極131のいずれかと、第1半導体素子11の複数の電極111のいずれかと、に接合されている。複数の第1ワイヤ51は、y方向に沿って配列されている。z方向に視て、複数の第1ワイヤ51は、第1ダイパッド210に重なっている。
 複数の第2ワイヤ52は、図2および図7に示すように、第3半導体素子13と第2半導体素子12とに接合されている。複数の第2ワイヤ52によって、第3半導体素子13と第2半導体素子12とが互いに導通する。半導体装置A1においては、複数の第2ワイヤ52の各々は、第3半導体素子13の複数の第2電極132のいずれかと、第2半導体素子12の複数の電極121のいずれかとに接合されている。複数の第2ワイヤ52は、y方向に沿って配列されている。複数の第2ワイヤ52の各々は、パッド隙間29を跨いでいる。
 複数の第3ワイヤ53の各々は、図2および図7に示すように、第1半導体素子11の複数の電極111のいずれかと、複数の端子リード3のいずれか(複数の端子リード31の被覆部312および一対の端子リード32の被覆部322)と、一対の端子部215の被覆部217のいずれかと、に接合されている。複数の第3ワイヤ53によって、第1半導体素子11は、複数の端子リード31および複数の端子リード32の少なくともいずれかに導通する。図示された例においては、6つの端子リード31のうち、5つの端子リード31が、第3ワイヤ53を介して第1半導体素子11の電極111に接続されており、「第1端子リード」の一例である。また、2つの端子リード32のうち図中下方の端子リード32が、第3ワイヤ53を介して、第1半導体素子11の電極111に接続されている。なお、すべての複数の端子リード31が複数の第3ワイヤ53によって第1半導体素子11と導通することにより、第1端子リードに相当する構成であってもよい。
 複数の第4ワイヤ54の各々は、図2および図7に示すように、第2半導体素子12の複数の電極121のいずれかと、複数の端子リード4のいずれか(複数の端子リード41の被覆部412および一対の端子リード42の被覆部422)と、一対の端子部225の被覆部227のいずれかと、に接合されている。複数の第4ワイヤ54によって、第2半導体素子12は、複数の端子リード41および複数の端子リード42の少なくともいずれかに導通する。図示された例においては、6つの端子リード41のうち、5つの端子リード41が、第4ワイヤ54を介して第2半導体素子12の電極121に接続されており、「第2端子リード」の一例である。また、2つの端子リード42の双方が、第4ワイヤ54を介して、第2半導体素子12の電極121に接続されている。なお、すべての複数の端子リード41が複数の第4ワイヤ54によって第2半導体素子12と導通することにより、第2端子リードに相当する構成であってもよい。
 封止樹脂6は、図1に示すように、第1半導体素子11、第2半導体素子12、第3半導体素子13および導通支持体2の各々の一部を覆っている。図7に示すように、封止樹脂6は、さらに複数の第1ワイヤ51、複数の第2ワイヤ52、複数の第3ワイヤ53、および複数の第4ワイヤ54を覆っている。封止樹脂6は、比透磁率が100未満である非磁性材料からなり、たとえば黒色のエポキシ樹脂を含む材料からなる。z方向に視て、封止樹脂6は、矩形状である。
 図3~図5に示すように、封止樹脂6は、頂面61、底面62、一対の第1側面63、および一対の第2側面64を有する。
 図3~図5に示すように、頂面61および底面62は、z方向において互いに離れて位置する。頂面61および底面62は、z方向において互いに反対側を向く。頂面61および底面62の各々は、平坦(あるいは略平坦)である。
 図3~図5に示すように、一対の第1側面63は、頂面61および底面62につながるとともに、x方向において互いに離れて位置する。一対の第1側面63のうちx方向の一方側に位置する当該第1側面63から、複数の端子リード3および一対の端子部215の各々が露出している。一対の第1側面63のうちx方向の他方側に位置する当該第1側面63から、複数の端子リード4および一対の端子部225の各々が露出している。
 図3~図5に示すように、一対の第1側面63の各々は、第1上部631、第1下部632および第1中間部633を含む。第1上部631は、z方向の一端が頂面61につながり、かつz方向の他端が第1中間部633につながっている。第1上部631は、頂面61に対して傾斜している。第1下部632は、z方向の一端が底面62につながり、かつz方向の他端が第1中間部633につながっている。第1下部632は、底面62に対して傾斜している。第1中間部633は、z方向の一端が第1上部631につながり、かつz方向の他端が第1下部632につながっている。第1中間部633は、z方向およびy方向の双方に沿っている。z方向に視て、第1中間部633は、頂面61および底面62よりも外方に位置する。第1中間部633から、複数の端子リード3および一対の端子部215の各々の一部、または複数の端子リード4および一対の端子部225の各々の一部が露出している。
 図3~図5に示すように、一対の第2側面64は、頂面61および底面62につながるとともに、y方向において互いに離れて位置する。図1および図2に示すように、第1リード21、第2リード22、複数の端子リード3、および複数の端子リード4は、一対の第2側面64から離れて位置する。
 図3~図5に示すように、一対の第2側面64の各々は、第2上部641、第2下部642および第2中間部643を含む。第2上部641は、z方向の一端が頂面61につながり、かつz方向の他端が第2中間部643につながっている。第2上部641は、頂面61に対して傾斜している。第2下部642は、z方向の一端が底面62につながり、かつz方向の他端が第2中間部643につながっている。第2下部642は、底面62に対して傾斜している。第2中間部643は、z方向の一端が第2上部641につながり、かつz方向の他端が第2下部642につながっている。第2中間部643は、z方向およびy方向の双方に沿っている。z方向に視て、第2中間部643は、頂面61および底面62よりも外方に位置する。
 インバータ装置におけるモータドライバ回路においては、ローサイド(低電位側)スイッチング素子およびハイサイド(高電位側)スイッチング素子を含むハーフブリッジ回路が構成されることが一般的である。以下の説明においては、これらのスイッチング素子がMOSFETである場合を対象とする。ここで、ローサイドスイッチング素子においては、当該スイッチング素子のソースと、当該スイッチング素子を駆動するゲートドライバとの基準電位は、ともにグランドとなっている。一方、ハイサイドスイッチング素子においては、当該スイッチング素子のソースと、当該スイッチング素子を駆動するゲートドライバとの基準電位は、ともにハーフブリッジ回路の出力ノードにおける電位に相当する。ハイサイドスイッチング素子およびローサイドスイッチング素子の駆動に応じて出力ノードにおける電位は変化するため、ハイサイドスイッチング素子を駆動するゲートドライバの基準電位は変化する。ハイサイドスイッチング素子がオンの場合は、当該基準電位は、当該スイッチング素子のドレインに印加される電圧と等価(たとえば600V以上)となる。半導体装置A1においては、第1半導体素子11のグランドと、第2半導体素子12のグランドとは、分離された構成となっている。したがって、ハイサイドスイッチング素子を駆動するためのゲートドライバとして半導体装置A1が使用される場合、第2半導体素子12のグランドには、ハイサイドスイッチング素子のドレインに印加される電圧と等価な電圧が過渡的に印加される。
 図6~図8に示すように、本実施形態においては、導通支持体2は、基材70、金属層71および金属層72から選択される部材によって構成されている。基材70は、導通支持体2の剛性および導電性を担保する部材であり、比透磁率が100未満である非磁性材料からなる。基材70の材質の具体例を挙げると、たとえばCuおよびCu合金等である。非磁性材料であるCu合金の一例として、たとえば古河電工製EFTEC(登録商標)が挙げられる。基材70は、たとえば例示された材料からなる金属板に切断および折り曲げ等が施されたものである。
 金属層71は、基材70上に形成された金属からなる層であり、たとえばめっきによって形成される。金属層71は、比透磁率が100未満である非磁性材料からなる。金属層71の材質の具体例を挙げると、たとえばAgである。
 金属層72は、基材70上に形成された金属からなる層であり、たとえばめっきによって形成される。金属層72は、比透磁率が100未満である非磁性材料からなる。金属層72の材質の具体例を挙げると、たとえばSnである。
 図6~図8に示すように、半導体装置A1においては、第1リード21の第1ダイパッド210は、基材70および金属層71からなる。第1ダイパッド210の金属層71は、第1主面211に形成されている。端子部215の露出部216は、基材70および金属層72からなる。露出部216の金属層72は、露出部216の全面に形成されている。被覆部217は、基材70および金属層71からなる。被覆部217の金属層71は、被覆部217のうち第1主面211に繋がる部分に形成されている。
 また、第2リード22の第2ダイパッド220は、基材70および金属層71からなる。第2ダイパッド220の金属層71は、第2主面221に形成されている。端子部225の露出部226は、基材70および金属層72からなる。露出部226の金属層72は、露出部226の全面に形成されている。被覆部227は、基材70および金属層71からなる。被覆部227の金属層71は、被覆部227のうち第2主面221に繋がる部分に形成されている。
 また、端子リード31の露出部311は、基材70および金属層72からなる。露出部311の金属層72は、露出部311の全面に形成されている。端子リード31の被覆部312は、基材70および金属層71からなる。被覆部312の金属層71は、被覆部312のうち第1ダイパッド210側の部分の上面に形成されている。
 また、端子リード32の露出部321は、基材70および金属層72からなる。露出部321の金属層72は、露出部321の全面に形成されている。端子リード32の被覆部322は、基材70および金属層71からなる。被覆部322の金属層71は、被覆部322のうち第1ダイパッド210側の部分の上面に形成されている。
 また、端子リード41の露出部411は、基材70および金属層72からなる。露出部411の金属層72は、露出部411の全面に形成されている。端子リード41の被覆部412は、基材70および金属層71からなる。被覆部412の金属層71は、被覆部412のうち第2ダイパッド220側の部分の上面に形成されている。
 また、端子リード42の露出部421は、基材70および金属層72からなる。露出部421の金属層72は、露出部421の全面に形成されている。端子リード42の被覆部422は、基材70および金属層71からなる。被覆部422の金属層71は、被覆部422のうち第2ダイパッド220側の端部の上面に形成されている。
 導通支持体2の各部が、上述した基材70、金属層71および金属層72によって構成されていることにより、半導体装置A1においては、導通支持体2の全体が、非磁性材料からなる。すなわち、第1リード21の全体および第2リード22の全体が非磁性材料からなり、第1端子リードを含むすべての複数の端子リード31と、第2端子リードを含むすべての複数の端子リード41と、端子リード32および端子リード42とが、非磁性材料からなる。また、このような構成は、第1部201、第2部202および第3部203が非磁性材料からなる構成の一例である。
 次に、半導体装置A1の作用効果について説明する。
 第3半導体素子13は、動作時に送信側インダクタと受信側インダクタとが誘導結合される。この誘導結合において生じる磁界が不当に乱されると、送信側インダクタと受信側インダクタとの信号送受の効率等が低下することが懸念される。本実施形態においては、第3部203は、非磁性体材料からなる。第3部203は、z方向に視て第3半導体素子13と重なる部位である。このため、第3半導体素子13の磁界が乱されることを抑制可能であり、伝達効率を向上させることができる。
 図6および図7に示すように、本実施形態においては、第1ダイパッド210(第1リード21)の全体が、非磁性体材料からなる。これにより、伝達効率をさらに高めることができる。さらに、導通支持体2は、封止樹脂6によって覆われた部分が、非磁性体材料からなる。これは、伝達効率の向上に好ましい。本実施形態の導通支持体2は、そのすべてが非磁性体材料からなる。このような構成は、伝達効率の向上に好適である。
 第1接合層91、第2接合層92および第3接合層93は、非磁性体材料からなる。これにより、第3半導体素子13の磁界が第1接合層91、第2接合層92および第3接合層93によって乱されることを抑制可能であり、伝達効率を高めることができる。
 第1半導体素子11の電極111、第2半導体素子12の電極121および第3半導体素子13の第1電極131、第2電極132は、非磁性体材料からなる。これにより、第3半導体素子13の磁界が乱されることをさらに抑制することができる。
 第1ワイヤ51、第2ワイヤ52、第3ワイヤ53および第4ワイヤ54は、それぞれが非磁性体材料からなる。また、封止樹脂6が非磁性体材料からなる。このような構成は、伝達効率の向上に寄与する。
 図9~図22は、本開示の他の実施形態または変形例を示している。なお、これらの図において、上記実施形態と同一または類似の要素には、上記実施形態と同一の符号を付している。
 図9および図10は、半導体装置A1の第1変形例を示している。本変形例の半導体装置A11は、導通支持体2の構成が、上述した半導体装置A1と異なっている。
 本例においては、半導体装置A1の導通支持体2において金属層72が設けられていた箇所に、金属層72に代えて金属層73が設けられている。金属層73は、たとえばNi/Pd/Auが順に積層された複数のめっき層からなる。金属層73は、磁性材料であるNi(比透磁率:約600)を含む。このため、導通支持体2のうち金属層73が設けられた部位(露出部311,321,411,421,216,226)は、非磁性材料からなる部位ではない。なお、本開示においては、ある部位が非磁性材料からなるとは、構成材料の各部が非磁性材料であることをいう。たとえば、ある部位が、非磁性材料である基材70を含むものの、磁性材料を有する金属層73を含む場合、当該部位は、非磁性材料からなる部位ではない。
 本例においても、導通支持体2のうち封止樹脂6によって覆われた部位は、被磁性材料からなる。
 本変形例によっても、伝達効率を向上させることができる。また、導通支持体2のうち封止樹脂6によって覆われた部分が、非磁性材料からなる。これらの部位は、導通支持体2のうち封止樹脂6から露出する部位よりも、第3半導体素子13に近い。このため、伝達効率の向上が期待できる。導通支持体2のうち封止樹脂6から露出する部分に、Ni/Pd/Au等の磁性材料の適用を許容することは、第3半導体素子13の磁界への影響を抑制しつつ、はんだ等の導電性接合材に適した金属層73を採用したり、導通支持体2の劣化等を抑制しうる金属層73を採用したりしやすいという利点がある。
 図11および図12は、半導体装置A1の第2変形例を示している。本変形例の半導体装置A12は、導通支持体2の構成が、上述した半導体装置A1と異なっている。
 本変形例においては、導通支持体2は、基材70および金属層73からなる。第2リード22、複数の端子リード3および複数の端子リード4のうち、半導体装置A11において金属層73が設けられていた箇所と、金属層71が設けられていた箇所とに、金属層73が設けられている。また、第1リード21は、第1ダイパッド210が基材70によって構成されており、金属層73が設けられていない。また、一対の端子部215の被覆部217のうち第1主面211に繋がる部位に、金属層73が設けられている。
 本変形例においては、第1部201および第3部203は、基材70のみによって構成されており、非磁性材料からなる部位として構成されている。一方、第2部202は、磁性材料を含む部位であり、非磁性材料からなる構成とはなっていない。
 本変形例によっても、伝達効率を向上させることができる。また、導通支持体2の導電性接合材を用いた接合強度の向上や、導通支持体2の劣化抑制等を目的として非磁性材料からなる金属層73を用いつつ、第3部203が磁性材料からなる構成を維持することにより、伝達効率向上の効果を奏することができる。
 図13~図15は、本開示の第2実施形態に係る半導体装置を示している。本実施形態の半導体装置A2は、導通支持体2における第3半導体素子13の搭載箇所が、上述した実施形態と異なっている。
 本実施形態においては、第3半導体素子13は、第2リード22の第2ダイパッド220に搭載されている。すなわち、第1リード21の第1ダイパッド210には、第1半導体素子11が搭載されており、第2リード22の第2ダイパッド220には、第2半導体素子12および第3半導体素子13が搭載されている。したがって、第1部201は、第1リード21の一部によって構成されており、第2部202および第3部203は、第2リード22の一部によって構成されている。この場合、受信側インダクタが、z方向において第2ダイパッド220と送信側インダクタとの間に位置する構成が好ましい。本実施形態においても、第3半導体素子13は、x方向において第1半導体素子11と第2半導体素子12との間に位置する。
 図14および図15に示すように、半導体装置A2の導通支持体2は、半導体装置A1の導通支持体2と同様に、基材70、金属層71および金属層72によって構成されている。基材70、金属層71および金属層72の材質や、金属層71および金属層72が設けられている箇所は、半導体装置A1と同様である。
 本実施形態によっても、伝達効率を向上させることができる。また、本実施形態から理解されるように、第3半導体素子13が第1リード21に搭載される構成に限定されず、第2リード22に搭載されていてもよい。
 図16は、半導体装置A2の第1変形例を示している。本変形例の半導体装置A21は、導通支持体2の構成が、上述した半導体装置A2と異なっている。
 本例においては、半導体装置A2の導通支持体2において金属層72が設けられていた箇所に、金属層72に代えて金属層73が設けられている。金属層73は、たとえば上述の半導体装置A11の金属層73と同様の構成であり、磁性材料を含む。このため、導通支持体2のうち金属層73が設けられた部位(露出部311,321,411,421,216,226)は、非磁性材料からなる部位ではない。
 本例においても、導通支持体2のうち封止樹脂6によって覆われた部位は、被磁性材料からなる。
 本変形例によっても、伝達効率を向上することができる。また、導通支持体2のうち封止樹脂6によって覆われた部分が、非磁性材料からなる。これらの部位は、導通支持体2のうち封止樹脂6から露出する部位よりも、第3半導体素子13に近い。このため、伝達効率の向上が期待できる。導通支持体2のうち封止樹脂6から露出する部分に、Ni/Pd/Au等の磁性材料の適用を許容することは、第3半導体素子13の磁界への影響を抑制しつつ、はんだ等の導電性接合材に適した金属層73を採用したり、導通支持体2の劣化等を抑制しうる金属層73を採用したりしやすいという利点がある。
 図17は、半導体装置A2の第2変形例を示している。本変形例の半導体装置A22は、導通支持体2の構成が、上述した半導体装置A2と異なっている。
 本変形例においては、導通支持体2は、基材70および金属層73からなる。第1リード21、複数の端子リード3および複数の端子リード4のうち、半導体装置A21において金属層73が設けられていた箇所と、金属層71が設けられていた箇所とに、金属層73が設けられている。また、第2リード22は、第2ダイパッド220が基材70によって構成されており、金属層73が設けられていない。また、一対の端子部225の被覆部227のうち第2主面221に繋がる部位に、金属層73が設けられている。
 本変形例においては、第2部202および第3部203は、基材70のみによって構成されており、非磁性材料からなる部位として構成されている。一方、第1部201は、磁性材料を含む部位であり、非磁性材料からなる構成とはなっていない。
 本変形例によっても、伝達効率を向上させることができる。また、導通支持体2の導電性接合材を用いた接合強度の向上や、導通支持体2の劣化抑制等を目的として非磁性材料からなる金属層73を用いつつ、第3部203が磁性材料からなる構成を維持することにより、伝達効率向上の効果を奏することができる。
 図18~図20は、本開示の第3実施形態に係る半導体装置を示している。本実施形態の半導体装置A3は、導通支持体2が、第1リード21、第2リード22、第3リード23、複数の端子リード3および複数の端子リード4を有している。
 第3リード23は、x方向において第1リード21と第2リード22との間に位置しており、第1リード21および第2リード22から離れている。第3リード23は、第3ダイパッド230および一対の延出部235を有する。
 第3ダイパッド230は、第1ダイパッド210と第2ダイパッド220との間に位置している。第3ダイパッド230の形状は特に限定されず、図示された例においては、y方向に細長く延びる矩形状である。第3ダイパッド230は、第3主面231および第3裏面232を有する。第3主面231および第3裏面232は、z方向において互いに反対側を向く面である。
 一対の延出部235は、第3ダイパッド230からy方向の両側に延びる部分である。延出部235のx方向の寸法は、第3ダイパッド230のx方向の寸法よりも小さい。また、延出部235は、y方向を向く端面を除き、封止樹脂6に覆われている。
 本実施形態においては、第1半導体素子11が第1ダイパッド210に搭載されており、第2半導体素子12が第2ダイパッド220に搭載されており、第3半導体素子13が第3ダイパッド230の第3主面231に搭載されている。このため、第1部201が第1リード21の一部によって構成されており、第2部202が第2リード22の一部によって構成されており、第3部203が第3リード23の一部によって構成されている。
 本実施形態の導通支持体2は、半導体装置A1および半導体装置A2の導通支持体2と同様に、基材70、金属層71および金属層72からなる。第1リード21、第2リード22、複数の端子リード3および複数の端子リード4を構成する基材70、金属層71および金属層72の態様は、半導体装置A1および半導体装置A2と同様である。第3リード23は、基材70および金属層71からなる。第3リード23は、一対の延出部235のy方向を向く端面の除き、金属層71が設けられている。
 本実施形態によっても、伝達効率を向上させることができる。また、本実施形態から理解されるように、第3半導体素子13が第1リード21または第2リード22に搭載される構成に限定されず、第1リード21および第2リード22とは別体とされた第3リード23に搭載されていてもよい。
 図21は、半導体装置A3の第1変形例を示している。本変形例の半導体装置A31は、導通支持体2の構成が、上述した半導体装置A3と異なっている。
 本例においては、半導体装置A3の導通支持体2において金属層72が設けられていた箇所に、金属層72に代えて金属層73が設けられている。金属層73は、たとえば上述の半導体装置A11の金属層73と同様の構成であり、磁性材料を含む。このため、導通支持体2のうち金属層73が設けられた部位(露出部311,321,411,421,216,226)は、非磁性材料からなる部位ではない。
 本例においても、導通支持体2のうち封止樹脂6によって覆われた部位は、被磁性材料からなる。
 本変形例によっても、伝達効率を向上することができる。また、導通支持体2のうち封止樹脂6によって覆われた部分が、非磁性材料からなる。これらの部位は、導通支持体2のうち封止樹脂6から露出する部位よりも、第3半導体素子13に近い。このため、伝達効率の向上が期待できる。導通支持体2のうち封止樹脂6から露出する部分に、Ni/Pd/Au等の磁性材料の適用を許容することは、第3半導体素子13の磁界への影響を抑制しつつ、はんだ等の導電性接合材に適した金属層73を採用したり、導通支持体2の劣化等を抑制しうる金属層73を採用したりしやすいという利点がある。
 図22は、半導体装置A3の第2変形例を示している。本変形例の半導体装置A32は、導通支持体2の構成が、上述した半導体装置A2と異なっている。
 本変形例においては、導通支持体2は、基材70および金属層73からなる。半導体装置A12の第1リード21、第2リード22、複数の端子リード3および複数の端子リード4のうち、金属層73が設けられていた箇所と、金属層71が設けられていた箇所とに、金属層73が設けられている。また、第3リード23は、基材70のみからなる。
 本変形例においては、第3部203は、基材70のみによって構成されており、非磁性材料からなる部位として構成されている。一方、第1部201を含む第1ダイパッド210および第2部202を含む第2ダイパッド220は、磁性材料を含む部位であり、非磁性材料からなる構成とはなっていない。
 本変形例によっても、伝達効率を向上させることができる。また、導通支持体2の導電性接合材を用いた接合強度の向上や、導通支持体2の劣化抑制等を目的として非磁性材料からなる金属層73を用いつつ、第3部203が磁性材料からなる構成を維持することにより、伝達効率向上の効果を奏することができる。
 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実施形態を含む。
 付記1.
 複数のリードを含む導通支持体と、
 前記導通支持体に支持された第1半導体素子と、
 前記導通支持体に支持された第2半導体素子と、
 前記導通支持体に支持され、且つ前記第1半導体素子と前記第2半導体素子とに電気的に接続され、且つ前記第1半導体素子および前記第2半導体素子を互いに絶縁する第3半導体素子と、
 前記第1半導体素子、前記第2半導体素子および前記第3半導体素子、並びに、前記導通支持体の一部を覆う封止樹脂と、
を備え、
 前記導通支持体は、
  前記リードの厚さ方向に視て前記第1半導体素子と重なる第1部と、
  前記厚さ方向に視て前記第2半導体素子と重なる第2部と、
  前記厚さ方向に視て前記第3半導体素子と重なる第3部と、
を含み、
 前記第3部の材料は、比透磁率が100未満である非磁性材料である、半導体装置。
 付記2.
 前記第1部の材料が、前記非磁性材料である、付記1に記載の半導体装置。
 付記3.
 前記第2部の材料が、前記非磁性材料である、付記1または2に記載の半導体装置。
 付記4.
 前記導通支持体は、前記第1部を含む第1リードを有し、
 前記第1リードの材料が、前記非磁性材料である、付記1ないし3のいずれかに記載の半導体装置。
 付記5.
  前記導通支持体は、前記第2部を含み、且つ前記第1リードから離れた第2リードを有し、
 前記第2リードの材料が、前記非磁性材料である、付記4に記載の半導体装置。
 付記6.
 前記第1リードが前記第3部を含む、付記5に記載の半導体装置。
 付記7.
 前記第2リードが前記第3部を含む、付記5に記載の半導体装置。
 付記8.
 前記導通支持体は、前記第1半導体素子に導通し、且つ前記第1リードおよび前記第2リードから離れた第1端子リードを含み、
 前記第1端子リードは、前記封止樹脂に覆われた第1被覆部と、前記封止樹脂から露出した第1露出部と、を有し、
 前記第1被覆部の材料は、前記非磁性材料である、付記5ないし7のいずれかに記載の半導体装置。
 付記9.
 前記第1端子リードの材料は、前記非磁性材料である、付記8に記載の半導体装置。
 付記10.
 前記導通支持体は、前記第2半導体素子に導通し、且つ前記第1リードおよび前記第2リードから離れた第2端子リードを含み、
 前記第2端子リードは、前記封止樹脂に覆われた第2被覆部と、前記封止樹脂から露出した第2露出部と、を有し、
 前記第2被覆部の材料は、前記非磁性材料である、付記5ないし9のいずれかに記載の半導体装置。
 付記11.
 前記第2端子リードの材料は、前記非磁性材料である、付記10に記載の半導体装置。
 付記12.
 前記第1半導体素子と前記第1部とを接合する第1接合層と、
 前記第2半導体素子と前記第2部とを接合する第2接合層と、
 前記第3半導体素子と前記第3部とを接合する第3接合層と、
をさらに備え、
 前記第3接合層の材料は、前記非磁性材料である、付記1ないし11のいずれかに記載の半導体装置。
 付記13.
 前記第1接合層および前記第2接合層の材料は、前記非磁性材料である、付記12に記載の半導体装置。
 付記14.
 前記第3部は、比透磁率が100未満であるCuまたはCu合金からなる基材を含む、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3部は、前記基材上に配置されたAgめっき層を含む、付記14に記載の半導体装置。
 付記16.
 前記第1端子リードは、比透磁率が100未満であるCuまたはCu合金からなる基材を含み、
 前記第1被覆部は、前記基材上に配置されたAgめっき層を含み、
 前記第1露出部は、前記基材上に配置されたSnめっき層を含む、付記8に記載の半導体装置。
 付記17.
 前記第2端子リードは、比透磁率が100未満であるCuまたはCu合金からなる基材を含み、
 前記第2被覆部は、前記基材上に配置されたAgめっき層を含み、
 前記第2露出部は、前記基材上に配置されたSnめっき層を含む、付記10に記載の半導体装置。
A1,A11,A12,A2,A21,A22,A3,A31,A32:半導体装置
2:導通支持体   3:端子リード
4:端子リード   6:封止樹脂
11:第1半導体素子   12:第2半導体素子
13:第3半導体素子   21:第1リード
22:第2リード   23:第3リード
29:パッド隙間   31:端子リード(第1端子リード)
32:端子リード   41:端子リード(第2端子リード)
42:端子リード   51:第1ワイヤ
52:第2ワイヤ   53:第3ワイヤ
54:第4ワイヤ   61:頂面
62:底面   63:第1側面
64:第2側面   70:基材
71,72,73:金属層   91:第1接合層
92:第2接合層   93:第3接合層
111,121:電極   131:第1電極
132:第2電極   201:第1部
202:第2部   203:第3部
210:第1ダイパッド   211:第1主面
212:第1裏面   215:端子部
216,226,321,411,421:露出部
217,227,312,322,412,422:被覆部
220:第2ダイパッド   221:第2主面
222:第2裏面   225:端子部
230:第3ダイパッド   231:第3主面
232:第3裏面   235:延出部
631:第1上部   632:第1下部
633:第1中間部   641:第2上部
642:第2下部   643:第2中間部

Claims (17)

  1.  複数のリードを含む導通支持体と、
     前記導通支持体に支持された第1半導体素子と、
     前記導通支持体に支持された第2半導体素子と、
     前記導通支持体に支持され、且つ前記第1半導体素子と前記第2半導体素子とに電気的に接続され、且つ前記第1半導体素子および前記第2半導体素子を互いに絶縁する第3半導体素子と、
     前記第1半導体素子、前記第2半導体素子および前記第3半導体素子、並びに、前記導通支持体の一部を覆う封止樹脂と、
    を備え、
     前記導通支持体は、
      前記リードの厚さ方向に視て前記第1半導体素子と重なる第1部と、
      前記厚さ方向に視て前記第2半導体素子と重なる第2部と、
      前記厚さ方向に視て前記第3半導体素子と重なる第3部と、
    を含み、
     前記第3部の材料は、比透磁率が100未満である非磁性材料である、半導体装置。
  2.  前記第1部の材料が、前記非磁性材料である、請求項1に記載の半導体装置。
  3.  前記第2部の材料が、前記非磁性材料である、請求項1または2に記載の半導体装置。
  4.  前記導通支持体は、前記第1部を含む第1リードを有し、
     前記第1リードの材料が、前記非磁性材料である、請求項1ないし3のいずれかに記載の半導体装置。
  5.   前記導通支持体は、前記第2部を含み、且つ前記第1リードから離れた第2リードを有し、
     前記第2リードの材料が、前記非磁性材料である、請求項4に記載の半導体装置。
  6.  前記第1リードが前記第3部を含む、請求項5に記載の半導体装置。
  7.  前記第2リードが前記第3部を含む、請求項5に記載の半導体装置。
  8.  前記導通支持体は、前記第1半導体素子に導通し、且つ前記第1リードおよび前記第2リードから離れた第1端子リードを含み、
     前記第1端子リードは、前記封止樹脂に覆われた第1被覆部と、前記封止樹脂から露出した第1露出部と、を有し、
     前記第1被覆部の材料は、前記非磁性材料である、請求項5ないし7のいずれかに記載の半導体装置。
  9.  前記第1端子リードの材料は、前記非磁性材料である、請求項8に記載の半導体装置。
  10.  前記導通支持体は、前記第2半導体素子に導通し、且つ前記第1リードおよび前記第2リードから離れた第2端子リードを含み、
     前記第2端子リードは、前記封止樹脂に覆われた第2被覆部と、前記封止樹脂から露出した第2露出部と、を有し、
     前記第2被覆部の材料は、前記非磁性材料である、請求項5ないし9のいずれかに記載の半導体装置。
  11.  前記第2端子リードの材料は、前記非磁性材料である、請求項10に記載の半導体装置。
  12.  前記第1半導体素子と前記第1部とを接合する第1接合層と、
     前記第2半導体素子と前記第2部とを接合する第2接合層と、
     前記第3半導体素子と前記第3部とを接合する第3接合層と、
    をさらに備え、
     前記第3接合層の材料は、前記非磁性材料である、請求項1ないし11のいずれかに記載の半導体装置。
  13.  前記第1接合層および前記第2接合層の材料は、前記非磁性材料である、請求項12に記載の半導体装置。
  14.  前記第3部は、比透磁率が100未満であるCuまたはCu合金からなる基材を含む、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3部は、前記基材上に配置されたAgめっき層を含む、請求項14に記載の半導体装置。
  16.  前記第1端子リードは、比透磁率が100未満であるCuまたはCu合金からなる基材を含み、
     前記第1被覆部は、前記基材上に配置されたAgめっき層を含み、
     前記第1露出部は、前記基材上に配置されたSnめっき層を含む、請求項8に記載の半導体装置。
  17.  前記第2端子リードは、比透磁率が100未満であるCuまたはCu合金からなる基材を含み、
     前記第2被覆部は、前記基材上に配置されたAgめっき層を含み、
     前記第2露出部は、前記基材上に配置されたSnめっき層を含む、請求項10に記載の半導体装置。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009232637A (ja) * 2008-03-25 2009-10-08 Rohm Co Ltd スイッチ制御装置及びこれを用いたモータ駆動装置
JP2016207714A (ja) * 2015-04-16 2016-12-08 ローム株式会社 半導体装置
JP2019012087A (ja) * 2018-10-29 2019-01-24 株式会社東芝 センサ

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5611224B2 (ja) 2009-11-05 2014-10-22 ローム株式会社 信号伝達回路装置、半導体装置とその検査方法及び検査装置、並びに、信号伝達装置及びこれを用いたモータ駆動装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009232637A (ja) * 2008-03-25 2009-10-08 Rohm Co Ltd スイッチ制御装置及びこれを用いたモータ駆動装置
JP2016207714A (ja) * 2015-04-16 2016-12-08 ローム株式会社 半導体装置
JP2019012087A (ja) * 2018-10-29 2019-01-24 株式会社東芝 センサ

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