WO2022264834A1 - 半導体装置 - Google Patents

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WO2022264834A1
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conductive
main
semiconductor device
terminal
wiring
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小鵬 呉
昂平 谷川
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ローム株式会社
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    • H01L2224/40175Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being arranged next to each other, e.g. on a common substrate the item being metallic
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    • H01L2224/48221Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48225Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H01L2224/48227Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation connecting the wire to a bond pad of the item
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    • H01L2924/19Details of hybrid assemblies other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/191Disposition
    • H01L2924/19101Disposition of discrete passive components
    • H01L2924/19107Disposition of discrete passive components off-chip wires

Definitions

  • the present disclosure relates to semiconductor devices.
  • Patent Document 1 discloses a conventional semiconductor device (power module).
  • a semiconductor device described in Patent Document 1 includes a semiconductor element and a support substrate (ceramic substrate).
  • the semiconductor element is, for example, an IGBT made of Si (silicon).
  • the support substrate supports the semiconductor element.
  • the support substrate includes an insulating base material and conductor layers laminated on both sides of the base material.
  • a base material consists of ceramics, for example.
  • Each conductor layer is made of Cu (copper), for example, and a semiconductor element is joined to one conductor layer.
  • the present disclosure has been conceived under the circumstances described above, and has an object to provide a semiconductor device suitable for passing a large current.
  • a semiconductor device provided by the present disclosure includes: a conductive substrate having a principal surface facing one side in a thickness direction and a back surface facing the opposite side of the principal surface; a first terminal disposed on one side of the conductive substrate in a first direction orthogonal to the thickness direction; and switched by the plurality of first semiconductor elements and a first conductive member connected to the plurality of first semiconductor elements and the first terminal, wherein the first conductive member comprises a first wiring portion and a second a wiring portion, wherein the first wiring portion has a first end connected to the first terminal and a second end separated from the first end in the first direction; , the second wiring portion is connected to the first wiring portion between the first end portion and the second end portion, and the first wiring portion is connected to the second wiring portion with respect to the first wiring portion; a first portion positioned between a first connecting portion and the first end, which is a connecting portion of the wiring portion; a second portion positioned between the first connecting portion and the second end; and a first dimension that is the dimension in the direction ortho
  • the semiconductor device of the present disclosure it is possible to provide a preferable structure for passing a large current.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a semiconductor device according to a first embodiment of the present disclosure
  • FIG. FIG. 2 is a perspective view of FIG. 1 with the sealing resin omitted.
  • FIG. 3 is a perspective view of FIG. 2 with the first conductive member omitted.
  • 4 is a plan view of the semiconductor device shown in FIG. 1.
  • FIG. FIG. 5 is a diagram showing the encapsulating resin in imaginary lines in the plan view of FIG.
  • FIG. 6 is a right side view of the semiconductor device shown in FIG. 1, showing the encapsulating resin in imaginary lines.
  • FIG. 7 is a left side view of the semiconductor device shown in FIG. 1, showing the encapsulating resin in imaginary lines.
  • FIG. 8 is a partial enlarged view enlarging a part of FIG.
  • FIG. 9 is a plan view of the first conducting member, showing a state in which the first extending portion and the second extending portion are unfolded.
  • 10 is a plan view of FIG. 5 in which the sealing resin and the first conducting member are omitted, and the second conducting member is shown by imaginary lines.
  • 11 is a right side view of the semiconductor device shown in FIG. 1.
  • FIG. 12 is a bottom view of the semiconductor device shown in FIG. 1.
  • FIG. FIG. 13 is a cross-sectional view along line XIII-XIII in FIG. 14 is a cross-sectional view taken along line XIV-XIV in FIG. 5.
  • FIG. 15 is a partially enlarged view enlarging a part of FIG. 14.
  • FIG. 16 is a partially enlarged view enlarging a part of FIG. 14.
  • FIG. FIG. 17 is a cross-sectional view along line XVII-XVII of FIG.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view along line XVIII-XVIII in FIG. 19 is a cross-sectional view along line XIX-XIX in FIG. 5.
  • FIG. 20 is a cross-sectional view along line XX-XX in FIG.
  • FIG. 21 is a plan view similar to FIG. 8 (with sealing resin omitted) showing a semiconductor device according to a first modification of the first embodiment.
  • FIG. 22 is a plan view similar to FIG. 8 (with sealing resin omitted) showing a semiconductor device according to a second modification of the first embodiment.
  • 23 is a plan view, similar to FIG. 5, showing a semiconductor device according to a third modification of the first embodiment;
  • FIG. 5 is a cross-sectional view along line XVII-XVII
  • a certain entity A is formed on a certain entity B” and “a certain entity A is formed on a certain entity B” mean “a certain entity A is formed on a certain entity B”. It includes "being directly formed in entity B” and “being formed in entity B while another entity is interposed between entity A and entity B”.
  • ⁇ an entity A is placed on an entity B'' and ⁇ an entity A is located on an entity B'' mean ⁇ an entity A is located on an entity B.'' It includes "directly placed on B” and "some entity A is placed on an entity B while another entity is interposed between an entity A and an entity B.”
  • ⁇ an object A is located on an object B'' means ⁇ an object A is adjacent to an object B and an object A is positioned on an object B. and "the thing A is positioned on the thing B while another thing is interposed between the thing A and the thing B".
  • ⁇ an object A overlaps an object B when viewed in a certain direction'' means ⁇ an object A overlaps all of an object B'' and ⁇ an object A overlaps an object B.'' It includes "overlapping a part of a certain thing B".
  • the semiconductor device A1 of this embodiment includes a plurality of first semiconductor elements 10A, a plurality of second semiconductor elements 10B, a conductive substrate 2, a support substrate 3, a first terminal 41, a second terminal 42, a plurality of third terminals 43, A fourth terminal 44 , a plurality of control terminals 45 , a control terminal support 48 , a first conductive member 5 , a second conductive member 6 and a sealing resin 8 are provided.
  • FIG. 1 is a perspective view showing the semiconductor device A1.
  • FIG. 2 is a perspective view of FIG. 1 with the sealing resin 8 omitted.
  • FIG. 3 is a perspective view of FIG. 2 with the first conducting member 5 omitted.
  • FIG. 4 is a plan view showing the semiconductor device A1.
  • FIG. 5 is a diagram showing the sealing resin 8 in imaginary lines in the plan view of FIG.
  • FIG. 6 is a right side view of the semiconductor device A1, showing the sealing resin 8 in phantom lines.
  • FIG. 7 is a left side view of the semiconductor device A1, showing the sealing resin 8 in phantom lines.
  • FIG. 8 is a partial enlarged view enlarging a part of FIG. 5, and the sealing resin 8 is omitted.
  • FIG. 5 is a diagram showing the sealing resin 8 in imaginary lines in the plan view of FIG.
  • FIG. 6 is a right side view of the semiconductor device A1, showing the sealing resin 8 in phantom lines.
  • FIG. 7 is a
  • FIG. 9 is a plan view of the first conducting member 5, showing a state in which a first extending portion 514B and a second extending portion 534B, which will be described later, are unfolded.
  • FIG. 10 is a plan view of FIG. 5 in which the sealing resin 8 and the first conduction member 5 are omitted, and the second conduction member 6 is shown by imaginary lines.
  • FIG. 11 is a right side view of the semiconductor device A1.
  • FIG. 12 is a bottom view of the semiconductor device A1.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view along line XIII-XIII in FIG. 14 is a cross-sectional view taken along line XIV-XIV in FIG. 5.
  • FIG. 15 and 16 are partially enlarged views enlarging a part of FIG. 14.
  • FIG. 17 is a cross-sectional view along line XVII-XVII of FIG.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view along line XVIII-XVIII in FIG. 19 is a cross-sectional view along line XIX-XIX in FIG. 5.
  • FIG. 20 is a cross-sectional view along line XX-XX in FIG.
  • the three mutually orthogonal directions are the x-direction, the y-direction, and the z-direction.
  • the z-direction is, for example, the thickness direction of the semiconductor device A1.
  • the x direction is the horizontal direction in the plan view (see FIG. 4) of the semiconductor device A1.
  • the y direction is the vertical direction in the plan view (see FIG. 4) of the semiconductor device A1.
  • plane view means when viewed in the z direction.
  • Each of the plurality of first semiconductor elements 10A and the plurality of second semiconductor elements 10B is an electronic component that serves as the functional core of the semiconductor device A1.
  • a constituent material of each first semiconductor element 10A and each second semiconductor element 10B is a semiconductor material mainly including SiC (silicon carbide), for example. This semiconductor material is not limited to SiC, and may be Si (silicon), GaN (gallium nitride), C (diamond), or the like.
  • Each first semiconductor element 10A and each second semiconductor element 10B is, for example, a power semiconductor chip having a switching function such as a MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor).
  • MOSFET Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor
  • the first semiconductor element 10A and the second semiconductor element 10B are MOSFETs, but are not limited to this, and other transistors such as IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors) There may be.
  • Each first semiconductor element 10A and each second semiconductor element 10B are the same element.
  • Each first semiconductor element 10A and each second semiconductor element 10B is, for example, an n-channel MOSFET, but may be a p-channel MOSFET.
  • the first semiconductor element 10A and the second semiconductor element 10B each have an element main surface 101 and an element rear surface 102, as shown in FIGS.
  • the element main surface 101 and the element back surface 102 are separated in the z direction.
  • the element main surface 101 faces the z2 direction
  • the element back surface 102 faces the z1 direction.
  • the semiconductor device A1 includes four first semiconductor elements 10A and four second semiconductor elements 10B. It is not limited to the configuration, and can be changed as appropriate according to the performance required of the semiconductor device A1. In the example of FIG. 10, four first semiconductor elements 10A and four second semiconductor elements 10B are arranged. The number of the first semiconductor elements 10A and the number of the second semiconductor elements 10B may be two or three, or may be five or more. The number of first semiconductor elements 10A and the number of second semiconductor elements 10B may be equal or different. The number of first semiconductor elements 10A and second semiconductor elements 10B is determined by the current capacity handled by semiconductor device A1.
  • the semiconductor device A1 is configured, for example, as a half-bridge switching circuit.
  • the plurality of second semiconductor elements 10B constitute an upper arm circuit of the semiconductor device A1
  • the plurality of first semiconductor elements 10A constitute a lower arm circuit.
  • the plurality of second semiconductor elements 10B are connected in parallel
  • the plurality of first semiconductor elements 10A are connected in parallel.
  • Each second semiconductor element 10B and each first semiconductor element 10A are connected in series to form a bridge layer.
  • Each of the plurality of first semiconductor elements 10A is mounted on the conductive substrate 2 as shown in FIGS. 10 and 18 and the like.
  • the plurality of first semiconductor elements 10A are arranged, for example, in the y direction and are separated from each other.
  • Each first semiconductor element 10A is electrically connected to a conductive substrate 2 (a first conductive portion 2A to be described later) via a conductive bonding material 19 .
  • the element rear surface 102 faces the first conductive portion 2A.
  • Each of the plurality of second semiconductor elements 10B is mounted on the conductive substrate 2 as shown in FIGS. 10 and 19 and the like.
  • the plurality of second semiconductor elements 10B are arranged, for example, in the y direction and separated from each other.
  • Each second semiconductor element 10B is conductively joined to the conductive substrate 2 (second conductive portion 2B described later) via a conductive joint material 19 .
  • the element rear surface 102 faces the second conductive portion 2B.
  • the plurality of first semiconductor elements 10A and the plurality of second semiconductor elements 10B overlap when viewed in the x direction, but they do not have to overlap.
  • the plurality of first semiconductor elements 10A and the plurality of second semiconductor elements 10B each have a first principal surface electrode 11, a second principal surface electrode 12, a third principal surface electrode 13 and a back surface electrode 15.
  • the configurations of the first main surface electrode 11, the second main surface electrode 12, the third main surface electrode 13, and the rear surface electrode 15 described below are common to each first semiconductor element 10A and each second semiconductor element 10B.
  • the first principal surface electrode 11 , the second principal surface electrode 12 and the third principal surface electrode 13 are provided on the element principal surface 101 .
  • the first principal surface electrode 11, the second principal surface electrode 12 and the third principal surface electrode 13 are insulated by an insulating film (not shown).
  • the back surface electrode 15 is provided on the element back surface 102 .
  • the first main surface electrode 11 is, for example, a gate electrode, and receives a drive signal (for example, gate voltage) for driving the first semiconductor element 10A (second semiconductor element 10B).
  • the second main surface electrode 12 is, for example, a source electrode through which a source current flows.
  • the third principal-surface electrode 13 is, for example, a source sense electrode through which a source current flows.
  • Back surface electrode 15 is, for example, a drain electrode through which drain current flows.
  • the back surface electrode 15 covers the entire area (or substantially the entire area) of the element back surface 102 .
  • the back surface electrode 15 is configured by Ag (silver) plating, for example.
  • each of the first semiconductor elements 10A (each of the second semiconductor elements 10B) is in a conductive state and a cut-off state according to the drive signal. state is switched.
  • a current flows from the back surface electrode 15 (drain electrode) to the second main surface electrode 12 (source electrode) in the conductive state, and does not flow in the cutoff state. That is, each first semiconductor element 10A (each second semiconductor element 10B) performs a switching operation.
  • the semiconductor device A1 is input between one fourth terminal 44 and two first terminals 41 and second terminals 42 by switching functions of the plurality of first semiconductor elements 10A and the plurality of second semiconductor elements 10B. For example, the DC voltage is converted into an AC voltage, and the AC voltage is output from the third terminal 43 .
  • the semiconductor device A1 includes a thermistor 17, as shown in FIGS.
  • the thermistor 17 is used as a temperature detection sensor.
  • the conductive substrate 2 supports the plurality of first semiconductor elements 10A and the plurality of second semiconductor elements 10B.
  • the conductive substrate 2 is bonded onto the support substrate 3 via a conductive bonding material 29 .
  • the conductive substrate 2 has, for example, a rectangular shape in plan view.
  • the conductive substrate 2, together with the first conductive member 5 and the second conductive member 6, configures the path of the main circuit current switched by the plurality of first semiconductor elements 10A and the plurality of second semiconductor elements 10B.
  • the conductive substrate 2 includes a first conductive portion 2A and a second conductive portion 2B.
  • Each of the first conductive portion 2A and the second conductive portion 2B is a plate-like member made of metal. This metal is, for example, Cu (copper) or a Cu alloy.
  • the first conductive portion 2A and the second conductive portion 2B, along with the first terminal 41, the second terminal 42, the plurality of third terminals 43, and the fourth terminal 44, are connected to the plurality of first semiconductor elements 10A and the plurality of second semiconductors. It constitutes a conduction path to the element 10B.
  • the first conductive portion 2A and the second conductive portion 2B are each bonded onto the support substrate 3 via a conductive bonding material 29, as shown in FIGS. 13 to 20.
  • FIG. A plurality of first semiconductor elements 10A are bonded to the first conductive portion 2A via a conductive bonding material 19, respectively.
  • a plurality of second semiconductor elements 10B are bonded to the second conductive portion 2B via conductive bonding materials 19, respectively.
  • the constituent materials of the conductive bonding material 19 and the conductive bonding material 29 are not particularly limited, and examples thereof include solder, metal paste material, or sintered metal.
  • the first conductive portion 2A and the second conductive portion 2B are spaced apart in the x direction as shown in FIGS. 3, 10, 13 and 14 . In the examples shown in these figures, the first conductive portion 2A is located in the x1 direction from the second conductive portion 2B.
  • Each of first conductive portion 2A and second conductive portion 2B has, for example, a rectangular shape in plan view. The first conductive portion 2A and the second conductive portion 2B overlap when viewed in the x direction. Each of the first conductive portion 2A and the second conductive portion 2B has, for example, a dimension in the x direction of 15 mm to 25 mm, a dimension in the y direction of 30 mm to 40 mm, and a dimension in the z direction of 1.0 mm to 5.0 mm. (preferably about 2.0 mm).
  • the conductive substrate 2 has a main surface 201 and a back surface 202 .
  • the major surface 201 and the back surface 202 are spaced apart in the z-direction as shown in FIGS. 13, 14 and 17-20.
  • the main surface 201 faces the z2 direction, and the back surface 202 faces the z1 direction.
  • a main surface 201 is a combination of the upper surface of the first conductive portion 2A and the upper surface of the second conductive portion 2B.
  • the back surface 202 is a combination of the lower surface of the first conductive portion 2A and the lower surface of the second conductive portion 2B.
  • the back surface 202 is bonded to the support substrate 3 so as to face the support substrate 3 .
  • the support substrate 3 supports the conductive substrate 2.
  • the support substrate 3 is composed of, for example, an AMB (Active Metal Brazing) substrate.
  • the support substrate 3 includes an insulating layer 31 , a first metal layer 32 and a second metal layer 33 .
  • the insulating layer 31 is, for example, ceramics with excellent thermal conductivity. Such ceramics include, for example, SiN (silicon nitride).
  • the insulating layer 31 is not limited to ceramics, and may be an insulating resin sheet or the like.
  • the insulating layer 31 has, for example, a rectangular shape in plan view.
  • the first metal layer 32 is formed on the upper surface of the insulating layer 31 (the surface facing the z2 direction).
  • the constituent material of the first metal layer 32 includes, for example, Cu.
  • the constituent material may contain Al (aluminum) instead of Cu.
  • the first metal layer 32 includes a first portion 32A and a second portion 32B.
  • the first portion 32A and the second portion 32B are spaced apart in the x-direction.
  • the first portion 32A is located on the x1 direction side of the second portion 32B.
  • the first portion 32A is joined to the first conductive portion 2A and supports the first conductive portion 2A.
  • the second portion 32B is joined to the second conductive portion 2B and supports the second conductive portion 2B.
  • Each of the first portion 32A and the second portion 32B has, for example, a rectangular shape in plan view.
  • the second metal layer 33 is formed on the lower surface of the insulating layer 31 (the surface facing the z1 direction).
  • the constituent material of the second metal layer 33 is the same as the constituent material of the first metal layer 32 .
  • the lower surface of the second metal layer 33 (bottom surface 302 to be described later) is exposed from the sealing resin 8, for example, in the example shown in FIG.
  • the lower surface may be covered with the sealing resin 8 without being exposed from the sealing resin 8 .
  • the second metal layer 33 overlaps both the first portion 32A and the second portion 32B in plan view.
  • the support substrate 3 has a support surface 301 and a bottom surface 302, as shown in FIGS.
  • the support surface 301 and the bottom surface 302 are spaced apart in the z direction.
  • the support surface 301 faces the z2 direction and the bottom surface 302 faces the z1 direction.
  • the bottom surface 302 is exposed from the sealing resin 8 as shown in FIG.
  • the support surface 301 is the upper surface of the first metal layer 32, and is the combination of the upper surface of the first portion 32A and the upper surface of the second portion 32B.
  • the support surface 301 faces the conductive substrate 2 and is bonded to the conductive substrate 2 .
  • the bottom surface 302 is the bottom surface of the second metal layer 33 .
  • a heat dissipating member for example, a heat sink (not shown) or the like can be attached to the bottom surface 302 .
  • the dimension of the support substrate 3 in the z direction is, for example, 0.7 mm to 2.0 mm.
  • the first terminal 41, the second terminal 42, the plurality of third terminals 43, and the fourth terminal 44 are each made of a plate-like metal plate.
  • the constituent material of this metal plate is, for example, Cu or a Cu alloy.
  • the semiconductor device A1 has one first terminal 41, one second terminal 42 and one fourth terminal 44, and two third terminals 43. ing.
  • a DC voltage to be converted into power is input to the first terminal 41, the second terminal 42 and the fourth terminal 44.
  • the fourth terminal 44 is a positive electrode (P terminal), and the first terminal 41 and the second terminal 42 are each a negative electrode (N terminal).
  • P terminal positive electrode
  • N terminal negative electrode
  • Each of the first terminal 41 , the second terminal 42 , the plurality of third terminals 43 , and the fourth terminal 44 includes a portion covered with the sealing resin 8 and a portion exposed from the sealing resin 8 .
  • the fourth terminal 44 is formed integrally with the second conductive portion 2B, as shown in FIG. Unlike this configuration, the fourth terminal 44 may be separated from the second conductive portion 2B and conductively joined to the second conductive portion 2B. As shown in FIG. 10 and the like, the fourth terminal 44 is positioned on the x2 direction side with respect to the plurality of second semiconductor elements 10B and the second conductive portion 2B (conductive substrate 2). The fourth terminal 44 is electrically connected to the second conductive portion 2B, and is electrically connected to the back electrode 15 (drain electrode) of each second semiconductor element 10B via the second conductive portion 2B.
  • the first terminal 41 and the second terminal 42 are separated from the second conductive portion 2B, as shown in FIG.
  • the first conductive member 5 is joined to the first terminal 41 and the second terminal 42, as shown in FIGS. 5 and 8, respectively.
  • the first terminals 41 and the second terminals 42 are positioned on the x2 direction side with respect to the plurality of second semiconductor elements 10B and the second conductive portions 2B (conductive substrate 2), respectively, as shown in FIGS. do.
  • the first terminal 41 and the second terminal 42 are each electrically connected to the first conduction member 5 and connected to the second principal surface electrode 12 (source electrode) of each second semiconductor element 10B through the first conduction member 5. conduct.
  • the first terminal 41, the second terminal 42 and the fourth terminal 44 protrude from the sealing resin 8 in the x2 direction in the semiconductor device A1. .
  • the first terminal 41, the second terminal 42 and the fourth terminal 44 are separated from each other.
  • the first terminal 41 and the second terminal 42 are positioned opposite to each other with the fourth terminal 44 interposed therebetween in the y direction.
  • the first terminal 41 is located on the y2 direction side of the fourth terminal 44
  • the second terminal 42 is located on the y1 direction side of the fourth terminal 44 .
  • the first terminal 41, the second terminal 42 and the fourth terminal 44 overlap each other when viewed in the y direction.
  • Each of the two third terminals 43 is formed integrally with the first conductive portion 2A, as can be understood from FIGS. Unlike this configuration, the third terminal 43 may be separated from the first conductive portion 2A and conductively joined to the first conductive portion 2A.
  • Each of the two third terminals 43 is located on the x1 direction side with respect to the plurality of first semiconductor elements 10A and the first conductive portions 2A (conductive substrate 2), as shown in FIG. 10 and the like.
  • Each third terminal 43 is electrically connected to the first conductive portion 2A, and is also electrically connected to the rear surface electrode 15 (drain electrode) of each first semiconductor element 10A via the first conductive portion 2A.
  • the number of third terminals 43 is not limited to two, and may be, for example, one or three or more. For example, when there is one third terminal 43, it is desirable that it is connected to the central portion of the first conductive portion 2A in the y direction.
  • the plurality of control terminals 45 are pin-shaped terminals for controlling each first semiconductor element 10A and each second semiconductor element 10B.
  • the plurality of control terminals 45 includes a plurality of first control terminals 46A-46E and a plurality of second control terminals 47A-47E.
  • a plurality of first control terminals 46A to 46E are used for control of each first semiconductor element 10A.
  • a plurality of second control terminals 47A to 47E are used for controlling the respective second semiconductor elements 10B.
  • a plurality of first control terminals 46A to 46E are arranged at intervals in the y direction. As shown in FIGS. 10 and 14, each of the first control terminals 46A to 46E is supported by the first conductive portion 2A via a control terminal support 48 (first support portion 48A, which will be described later). Each first control terminal 46A-46E is positioned between the plurality of first semiconductor elements 10A and two third terminals 43 in the x-direction, as shown in FIGS.
  • the first control terminal 46A is a terminal (gate terminal) for driving signal input of the plurality of first semiconductor elements 10A.
  • a drive signal for driving the plurality of first semiconductor elements 10A is input to the first control terminal 46A (for example, a gate voltage is applied).
  • the first control terminal 46B is a terminal (source sense terminal) for detecting source signals of the plurality of first semiconductor elements 10A.
  • a voltage (voltage corresponding to the source current) applied to each second main surface electrode 12 (source electrode) of the plurality of first semiconductor elements 10A is detected from the first control terminal 46B.
  • the first control terminal 46C and the first control terminal 46D are terminals that are electrically connected to the thermistor 17.
  • the first control terminal 46E is a terminal for drain signal detection (drain sense terminal) of the plurality of first semiconductor elements 10A.
  • a voltage (a voltage corresponding to the drain current) applied to each back surface electrode 15 (drain electrode) of the plurality of first semiconductor elements 10A is detected from the first control terminal 46E.
  • the plurality of second control terminals 47A to 47E are arranged at intervals in the y direction. As shown in FIGS. 10 and 14, each of the second control terminals 47A to 47E is supported by the second conductive portion 2B via a control terminal support 48 (second support portion 48B, which will be described later). As shown in FIGS. 5 and 10, each of the second control terminals 47A-47E is connected between the plurality of second semiconductor elements 10B and the first terminal 41, the second terminal 42 and the fourth terminal 44 in the x direction. Located in
  • the second control terminal 47A is a terminal (gate terminal) for driving signal input of the plurality of second semiconductor elements 10B.
  • a drive signal for driving the plurality of second semiconductor elements 10B is input to the second control terminal 47A (for example, a gate voltage is applied).
  • the second control terminal 47B is a terminal for source signal detection (source sense terminal) of the plurality of second semiconductor elements 10B.
  • a voltage (voltage corresponding to the source current) applied to each second main surface electrode 12 (source electrode) of the plurality of second semiconductor elements 10B is detected from the second control terminal 47B.
  • the second control terminal 47C and the second control terminal 47D are terminals electrically connected to the thermistor 17 .
  • the second control terminal 47E is a terminal for drain signal detection (drain sense terminal) of the plurality of second semiconductor elements 10B.
  • a voltage (a voltage corresponding to the drain current) applied to each back surface electrode 15 (drain electrode) of the plurality of second semiconductor elements 10B is detected from the second control terminal 47E.
  • the plurality of control terminals 45 each include a holder 451 and a metal pin 452.
  • the holder 451 is made of a conductive material. As shown in FIGS. 15 and 16, the holder 451 is bonded to the control terminal support 48 (first metal layer 482 described later) via a conductive bonding material 459 .
  • the holder 451 includes a tubular portion, an upper flange, and a lower flange. The upper brim part is connected to the upper part of the tubular part, and the lower end brim part is connected to the lower part of the tubular part.
  • a metal pin 452 is inserted through at least the upper end collar portion and the tubular portion of the holder 451 .
  • the holder 451 is covered with the sealing resin 8 (second projecting portion 852 described later).
  • the metal pin 452 is a rod-shaped member extending in the z-direction.
  • the metal pin 452 is supported by being press-fitted into the holder 451 .
  • the metal pin 452 is electrically connected to the control terminal support 48 (first metal layer 482 described later) through at least the holder 451 . 15 and 16, when the lower end of the metal pin 452 (the end on the z1 direction side) is in contact with the conductive bonding material 459 in the insertion hole of the holder 451, the metal pin 452 is , through the conductive bonding material 459 to the control terminal support 48 .
  • the control terminal support 48 supports multiple control terminals 45 .
  • the control terminal support 48 is interposed between the main surface 201 (the conductive substrate 2) and the plurality of control terminals 45 in the z-direction.
  • the control terminal support 48 includes a first support 48A and a second support 48B.
  • the first support portion 48A is arranged on the first conductive portion 2A of the conductive substrate 2 and supports the plurality of first control terminals 46A to 46E among the plurality of control terminals 45.
  • the first support portion 48A is joined to the first conductive portion 2A via a joining material 49, as shown in FIG.
  • the bonding material 49 may be conductive or insulating, and solder is used, for example.
  • the second support portion 48B is arranged on the second conductive portion 2B of the conductive substrate 2 and supports the plurality of second control terminals 47A to 47D among the plurality of control terminals 45.
  • the second support portion 48B is joined to the second conductive portion 2B via a joining material 49, as shown in FIG.
  • the control terminal supports 48 are composed of, for example, a DBC substrate.
  • the control terminal support 48 has an insulating layer 481, a first metal layer 482 and a second metal layer 483 laminated together.
  • the insulating layer 481 is made of ceramics, for example.
  • the insulating layer 481 has, for example, a rectangular shape in plan view.
  • the first metal layer 482 is formed on the upper surface of the insulating layer 481, as shown in FIGS. Each control terminal 45 is erected on the first metal layer 482 .
  • the first metal layer 482 is Cu or Cu alloy, for example.
  • the first metal layer 482 includes a first portion 482A, a second portion 482B, a third portion 482C, a fourth portion 482D and a fifth portion 482E.
  • the first portion 482A, the second portion 482B, the third portion 482C, the fourth portion 482D and the fifth portion 482E are separated from each other and insulated.
  • a plurality of wires 71 are joined to the first portion 482A, and the wires 71 are electrically connected to the first main surface electrodes 11 (gate electrodes) of the first semiconductor elements 10A (second semiconductor elements 10B).
  • a plurality of wires 73 are connected to the first portion 482A and the sixth portion 482F.
  • the sixth portion 482F is electrically connected to the first main surface electrode 11 (gate electrode) of each first semiconductor element 10A (each second semiconductor element 10B) through the wire 73 and the wire 71.
  • the first control terminal 46A is joined to the sixth portion 482F of the first support portion 48A
  • the second control terminal 47A is joined to the sixth portion 482F of the second support portion 48B. are spliced.
  • a plurality of wires 72 are joined to the second portion 482B, and the wires 72 are electrically connected to the second principal surface electrodes 12 (source electrodes) of the first semiconductor elements 10A (second semiconductor elements 10B).
  • the first control terminal 46B is joined to the second portion 482B of the first support portion 48A
  • the second control terminal 47B is joined to the second portion 482B of the second support portion 48B. are spliced.
  • the thermistor 17 is joined to the third portion 482C and the fourth portion 482D.
  • the first control terminals 46C and 46D are joined to the third portion 482C and the fourth portion 482D of the first support portion 48A, and the third portion 482C and the fourth portion 482C of the second support portion 48B.
  • Second control terminals 47C and 47D are joined to the four portions 482D.
  • a wire 74 is joined to the fifth portion 482E of the first support portion 48A, and the wire 74 is electrically connected to the first conductive portion 2A.
  • the wire 74 is joined to the fifth portion 482E of the second support portion 48B, and the wire 74 is electrically connected to the second conductive portion 2B.
  • the first control terminal 46E is joined to the fifth portion 482E of the first support portion 48A
  • the second control terminal 47E is joined to the fifth portion 482E of the second support portion 48B. are spliced.
  • Each of the wires 71 to 74 described above is, for example, a bonding wire.
  • the constituent material of each wire 71-74 includes, for example, Au (gold), Al or Cu.
  • the second metal layer 483 is formed on the bottom surface of the insulating layer 481, as shown in FIGS.
  • the second metal layer 483 of the first support portion 48A is bonded to the first conductive portion 2A via the bonding material 49, as shown in FIG.
  • the second metal layer 483 of the second support portion 48B is bonded to the second conductive portion 2B via the bonding material 49, as shown in FIG.
  • the first conduction member 5 and the second conduction member 6, together with the conductive substrate 2, configure the path of the main circuit current switched by the plurality of first semiconductor elements 10A and the plurality of second semiconductor elements 10B.
  • the first conductive member 5 and the second conductive member 6 are separated from the principal surface 201 (conductive substrate 2) in the z2 direction and overlap the principal surface 201 in plan view.
  • the first conduction member 5 and the second conduction member 6 are each made of a metal plate material.
  • the metal is for example Cu or a Cu alloy.
  • the first conductive member 5 and the second conductive member 6 are suitably bent metal plate members.
  • the first conductive member 5 is connected to the second main-surface electrode 12 (source electrode) of each first semiconductor element 10A, the first terminal 41 and the second terminal 42, and is connected to the second main surface electrode 12 of each first semiconductor element 10A.
  • the surface electrode 12 is electrically connected to the first terminal 41 and the second terminal 42 .
  • the first conductive member 5 constitutes a path of main circuit current switched by the plurality of first semiconductor elements 10A.
  • the first conductive member 5 has a maximum dimension in the x direction of, for example, 25 mm to 40 mm, and a maximum dimension in the y direction of, for example, 30 mm to 45 mm.
  • the first conductive member 5 includes a first wiring portion 51, a second wiring portion 52, a third wiring portion 53 and a fourth wiring portion 54, as shown in FIGS.
  • the first wiring portion 51 has a first end portion 511 , a second end portion 512 , a first connecting portion 513 , a first portion 514 and a second portion 515 .
  • the first end 511 is connected to the first terminal 41 .
  • the first end portion 511 and the first terminal 41 are joined by a conductive joining material 59 .
  • the first wiring portion 51 is a strip-shaped portion extending in the x direction as a whole in plan view.
  • the second end 512 is separated from the first end 511 in the x direction. As shown in FIGS. 8, 9, etc., the second end 512 is positioned in the x1 direction with respect to the first end 511. As shown in FIG.
  • the first connecting portion 513 is located between the first end portion 511 and the second end portion 512 .
  • the first connecting portion 513 is a connecting portion of the second wiring portion 52 (first belt-like portion 521 to be described later) to the first wiring portion 51 .
  • the first portion 514 is located between the first connecting portion 513 and the first end portion 511 and connects to both the first end portion 511 and the second portion 515 .
  • the first portion 514 overlaps the second conductive portion 2B in plan view.
  • the second portion 515 is located between the first connecting portion 513 and the second end portion 512 and connects to the second end portion 512 .
  • the second portion 515 overlaps both the second conductive portion 2B and the first conductive portion 2A in plan view.
  • the first portion 514 has a first main portion 514A and a first extension portion 514B.
  • the first main portion 514A is positioned in the z2 direction with respect to the main surface 201 (conductive substrate 2).
  • the first main portion 514A overlaps the second conductive portion 2B (conductive substrate 2) in plan view.
  • the first main portion 514A is parallel to the main surface 201.
  • the first main portion 514A overlaps the second portion 515 when viewed in the x direction.
  • the first extending portion 514B is connected to the first main portion 514A in the y2 direction.
  • the first extending portion 514B protrudes in an arc shape from the y2 direction side with respect to the first main portion 514A.
  • the first extending portion 514B is bent in the z1 direction with respect to the first main portion 514A.
  • the first extending portion 514B does not overlap the second conductive portion 2B (conductive substrate 2) in plan view. Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 6, the first extending portion 514B overlaps the second conductive portion 2B (conductive substrate 2) when viewed in the y direction.
  • the first portion 514 has a first opening 514c.
  • the first opening 514c is a partially excised portion in plan view.
  • the first opening 514c is positioned so as to overlap the main surface 201 of the second conductive portion 2B (conductive substrate 2) in plan view and not overlap the plurality of second semiconductor elements 10B in plan view.
  • the first opening 514c is provided near the y2 direction of the second conductive portion 2B (conductive substrate 2) in plan view.
  • the first opening 514c is an arc-shaped notch recessed in the y2 direction from the y1 direction side end of the first main portion 514A.
  • the planar shape of the first opening 514c is not limited, and may be a notch as in the present embodiment, or may be a hole unlike the present embodiment.
  • the second part 515 has an opening 515a.
  • the second portion 515 has two openings 515a.
  • the two openings 515a are spaced apart in the x-direction.
  • the opening 515a on the x2 direction side overlaps the main surface 201 of the second conductive portion 2B (conductive substrate 2) in plan view, and is positioned so as not to overlap the plurality of second semiconductor elements 10B in plan view.
  • the opening 515a on the x1 direction side overlaps the main surface 201 of the first conductive portion 2A (conductive substrate 2) in plan view, and is positioned so as not to overlap the plurality of first semiconductor elements 10A in plan view.
  • the opening 515a is provided near the y2 direction of the second conductive portion 2B (first conductive portion 2A) in plan view.
  • the opening 515a is an arc-shaped notch recessed in the y2 direction from the y1 direction side end of the second portion 515 .
  • the planar shape of the opening 515a is not limited, and may be a notch as in the present embodiment, or may be a hole unlike the present embodiment.
  • the first extension 514B is located at a position corresponding to the first opening 514c and overlaps the first opening 514c when viewed in the y direction.
  • the first portion 514 (first main portion 514A and first extension portion 514B) is curved so as to expand in the y2 direction. 9, 20, etc., the first dimension, which is the dimension in the direction perpendicular to the flow direction of the main circuit current, in the first portion 514 (the first main portion 514A and the first extension portion 514B) L1 is larger than the second dimension L2, which is the dimension of the second portion 515 in the direction perpendicular to the direction of flow of the main circuit current.
  • the “size in the direction orthogonal to the flow direction of the main circuit current” is not limited to only one direction. It includes a bent direction along the bent portion (first extending portion 514B) (see FIG. 20) and a curved direction along the bent portion (see FIG. 9).
  • the second wiring portion 52 has a first strip portion 521 and a second strip portion 522 .
  • the first strip-shaped portion 521 is a strip-shaped portion extending in the y direction in plan view.
  • the first strip portion 521 is connected to the first wiring portion 51 between the first end portion 511 and the second end portion 512 .
  • the first band-shaped portion 521 extends from the first connecting portion 513 in the y1 direction.
  • the first band-shaped portion 521 overlaps the plurality of second semiconductor elements 10B in plan view.
  • the second wiring portion 52 has at least one second strip portion 522 .
  • the second wiring portion 52 has a plurality (three) of second strip portions 522 .
  • Each second band-shaped portion 522 has a band-like shape extending in the x direction in plan view.
  • the plurality of second band-shaped portions 522 are spaced apart in the y-direction and arranged parallel (or substantially parallel).
  • Each of the plurality of second band-shaped portions 522 has one end connected between two second semiconductor elements 10B adjacent in the y direction among the first band-shaped portions 521 and extends in the x1 direction in plan view.
  • the third wiring portion 53 has a third end portion 531 , a fourth end portion 532 , a second connecting portion 533 , a third portion 534 and a fourth portion 535 .
  • the third end 531 is connected to the second terminal 42 .
  • the third end portion 531 and the second terminal 42 are joined by a conductive joining material 59 .
  • the third wiring portion 53 is a belt-like portion extending in the x direction as a whole in plan view.
  • the 1st wiring part 51 and the 3rd wiring part 53 are spaced apart in the y direction, and are arrange
  • the third wiring portion 53 is positioned in the y1 direction with respect to the first wiring portion 51 .
  • the fourth end 532 is separated from the third end 531 in the x direction. As shown in FIGS. 8, 9, etc., the fourth end 532 is positioned in the x1 direction with respect to the third end 531. As shown in FIG.
  • the second connecting portion 533 is positioned between the third end portion 531 and the fourth end portion 532 .
  • the second connecting portion 533 is a connecting portion of the second wiring portion 52 (the first strip portion 521 ) to the third wiring portion 53 .
  • the first strip portion 521 is connected to the third wiring portion 53 between the first end portion 511 and the second end portion 512 .
  • the third portion 534 is located between the second connecting portion 533 and the third end portion 531 and connects to both the third end portion 531 and the fourth portion 535 .
  • the third portion 534 overlaps the second conductive portion 2B in plan view.
  • the fourth portion 535 is located between the second connecting portion 533 and the fourth end portion 532 and connects to the fourth end portion 532 .
  • the fourth portion 535 overlaps both the second conductive portion 2B and the first conductive portion 2A in plan view.
  • the third portion 534 has a second main portion 534A and a second extension portion 534B.
  • the second main portion 534A is positioned in the z2 direction with respect to the main surface 201 (conductive substrate 2).
  • the second main portion 534A overlaps the second conductive portion 2B (conductive substrate 2) in plan view.
  • the second main portion 534A is parallel to the main surface 201.
  • the second main portion 534A overlaps the fourth portion 535 when viewed in the x direction.
  • the second extending portion 534B is connected to the second main portion 534A in the y1 direction.
  • the second extending portion 534B protrudes in an arc shape from the y1 direction side with respect to the second main portion 534A.
  • the second extending portion 534B is bent in the z1 direction with respect to the second main portion 534A.
  • the second extending portion 534B does not overlap the second conductive portion 2B (conductive substrate 2) in plan view. Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 7, the second extending portion 534B overlaps the second conductive portion 2B (conductive substrate 2) when viewed in the y direction.
  • the third portion 534 has a second opening 534c.
  • the second opening 534c is a partially excised portion in plan view.
  • the second opening 534c is positioned so as to overlap the main surface 201 of the second conductive portion 2B (conductive substrate 2) in plan view and not overlap the plurality of second semiconductor elements 10B in plan view.
  • the second opening 534c is provided closer to the y1 direction of the second conductive portion 2B (conductive substrate 2) in plan view.
  • the second opening 534c is an arc-shaped notch recessed in the y1 direction from the y2 direction side end of the second main portion 534A.
  • the planar shape of the second opening 534c is not limited, and may be a notch as in the present embodiment, or may be a hole unlike the present embodiment.
  • the fourth portion 535 has an opening 535a.
  • the fourth portion 535 has two openings 535a.
  • the two openings 535a are spaced apart in the x-direction.
  • the opening 535a on the x2 direction side overlaps the main surface 201 of the second conductive portion 2B (conductive substrate 2) in plan view, and is positioned so as not to overlap the plurality of second semiconductor elements 10B in plan view.
  • the opening 535a on the x1 direction side overlaps the main surface 201 of the first conductive portion 2A (conductive substrate 2) in plan view, and is positioned so as not to overlap the plurality of first semiconductor elements 10A in plan view.
  • the opening 535a is provided near the y1 direction of the second conductive portion 2B (first conductive portion 2A) in plan view.
  • the opening 535a is an arc-shaped notch recessed in the y1 direction from the y2 direction side end of the fourth portion 535 .
  • the planar shape of the opening 535a is not limited, and may be a notch as in the present embodiment, or may be a hole unlike the present embodiment.
  • the second extending portion 534B is located at a position corresponding to the second opening 534c and overlaps the second opening 534c when viewed in the y direction.
  • the third portion 534 (the second main portion 534A and the second extension portion 534B) is curved so as to expand in the y1 direction.
  • the third dimension which is the dimension in the direction perpendicular to the flow direction of the main circuit current in the third portion 534 (the second main portion 534A and the second extension portion 534B) L3 is larger than the fourth dimension L4, which is the dimension of the fourth portion 535 in the direction perpendicular to the flow direction of the main circuit current.
  • the "size in the direction orthogonal to the flow direction of the main circuit current" is not limited to only one direction. It includes a bent direction along the bent portion (second extending portion 534B) (see FIG. 20) and a curved direction along the bent portion (see FIG. 9).
  • the first portion 514 of the first wiring portion 51 and the third portion 534 of the third wiring portion 53 are the first portion 514 of the second wiring portion 52 when viewed in the y direction. It overlaps with the belt-like portion 521 .
  • the fourth wiring portion 54 is connected to both the first wiring portion 51 (second end portion 512) and the third wiring portion 53 (fourth end portion 532).
  • the fourth wiring portion 54 is a strip-shaped portion extending in the y direction in plan view. As can be understood from FIG. 8 and the like, the fourth wiring portion 54 overlaps the plurality of first semiconductor elements 10A in plan view.
  • the fourth wiring portion 54 is connected to each first semiconductor element 10A, as shown in FIG.
  • the fourth wiring portion 54 has a plurality of concave regions 541 . Each recessed region 541 protrudes in the z1 direction from other portions of the fourth wiring portion 54, as shown in FIG. In this embodiment, each concave region 541 is formed with a slit 541a. In this embodiment, as shown in FIGS.
  • the slit 541a is positioned in the center of the recessed region 541 in the y direction and extends in the x direction.
  • Each recessed area 541 consists of two parts separated in the y direction with the slit 541a interposed therebetween.
  • Each concave region 541 of the fourth wiring portion 54 is joined to each first semiconductor element 10A.
  • Each recessed region 541 of the fourth wiring portion 54 and the second main surface electrode 12 of each first semiconductor element 10A are bonded via a conductive bonding material 59 .
  • a constituent material of the conductive bonding material 59 is not particularly limited, and may be, for example, solder, a metal paste material, or a sintered metal.
  • the x1-direction side ends of the plurality of second band-shaped portions 522 are respectively connected between two recessed regions 541 adjacent in the y-direction in the fourth wiring portion 54 .
  • the second conductive member 6 is connected to the second main surface electrode 12 (source electrode) of each second semiconductor element 10B and the first conductive portion 2A, and is connected to the second main surface electrode 12 of each second semiconductor element 10B and the second main surface electrode 12 of each second semiconductor element 10B. 1 Conducting with the conductive portion 2A.
  • the second conductive member 6 constitutes a path of main circuit current switched by the plurality of second semiconductor elements 10B.
  • the second conduction member 6 includes a main portion 61, a plurality of first connection ends 62 and a plurality of second connection ends 63, as shown in FIGS.
  • the main portion 61 is a strip-shaped portion located between the plurality of second semiconductor elements 10B and the first conductive portions 2A in the x direction and extending in the y direction in plan view. As shown in FIG. 17 and the like, the main portion 61 is positioned in the z1 direction with respect to the second wiring portion 52 (the second strip portion 522) of the first conductive member 5, and (Conductive substrate 2). The main portion 61 overlaps the plurality of second band-shaped portions 522 in plan view.
  • a plurality of openings 611 are formed in the main portion 61 as shown in FIGS. 8, 10, 14, and the like. Each of the plurality of openings 611 is a through hole penetrating in the z direction, for example.
  • the plurality of openings 611 are arranged at intervals in the y2 direction. Each opening 611 does not overlap the second band-shaped portion 522 in plan view.
  • the plurality of openings 611 are formed on the upper side (z2 direction side) and the lower side (z1 direction side) to facilitate the flow of the resin material.
  • the shape of the main portion 61 (second conducting member 6) is not limited to this configuration, and for example, the opening 611 may not be formed.
  • the plurality of first connection end portions 62 and the plurality of second connection end portions 63 are respectively connected to the main portion 61 and arranged corresponding to the plurality of second semiconductor elements 10B. As shown in FIGS. 14, 19, etc., each first connection end portion 62, the corresponding second main surface electrode 12 of any second semiconductor element 10B, and each second connection end portion 63 It is joined to the first conductive portion 2A via a conductive joint material 69, respectively.
  • a constituent material of the conductive bonding material 69 is not particularly limited, and may be, for example, solder, a metal paste material, or a sintered metal.
  • an opening 621 is formed in each first connecting end portion 62 .
  • the opening 621 is preferably formed so as to overlap the central portion of the second semiconductor element 10B in plan view.
  • the opening 621 is, for example, a through hole penetrating in the z direction.
  • the opening 621 is used, for example, when positioning the second conducting member 6 with respect to the conductive substrate 2 .
  • the sealing resin 8 includes the plurality of first semiconductor elements 10A, the plurality of second semiconductor elements 10B, the conductive substrate 2, the support substrate 3 (excluding the bottom surface 302), the first terminals 41, the second terminals 42, a portion of each of the plurality of third terminals 43 and the fourth terminals 44, a portion of each of the plurality of control terminals 45, a control terminal support 48, a first conduction member 5, a second conduction member 6; Each of the wires 71 to 74 is covered.
  • Sealing resin 8 is made of, for example, black epoxy resin.
  • the sealing resin 8 is formed by molding, for example.
  • the sealing resin 8 has, for example, an x-direction dimension of about 35 mm to 60 mm, a y-direction dimension of about 35 mm to 50 mm, and a z-direction dimension of about 4 mm to 15 mm. These dimensions are the largest part sizes along each direction.
  • the sealing resin 8 has a resin main surface 81, a resin back surface 82 and a plurality of resin side surfaces 831-834.
  • the resin main surface 81 and the resin back surface 82 are separated in the z-direction as shown in FIGS. 11, 13 and 18.
  • the resin main surface 81 faces the z2 direction
  • the resin back surface 82 faces the z1 direction.
  • a plurality of control terminals 45 protrude from the resin main surface 81.
  • the resin back surface 82 has a frame shape surrounding the bottom surface 302 (the bottom surface of the second metal layer 33) of the support substrate 3 in plan view.
  • the bottom surface 302 of the support substrate 3 is exposed from the resin back surface 82 and is flush with the resin back surface 82, for example.
  • Each of the plurality of resin side surfaces 831 to 834 is connected to both the resin main surface 81 and the resin back surface 82 and sandwiched between them in the z direction.
  • the resin side surface 831 and the resin side surface 832 are spaced apart in the x direction.
  • the resin side surface 831 faces the x1 direction, and the resin side surface 832 faces the x2 direction.
  • Two third terminals 43 protrude from the resin side surface 831
  • the first terminal 41 , the second terminal 42 and the fourth terminal 44 protrude from the resin side surface 832 .
  • the resin side surface 833 and the resin side surface 834 are spaced apart in the y direction.
  • the resin side surface 833 faces the y1 direction
  • the resin side surface 834 faces the y2 direction.
  • the resin side surface 832 is formed with a plurality of recesses 832a.
  • Each recess 832a is a portion recessed in the x direction in plan view.
  • the plurality of recesses 832a include those formed between the first terminal 41 and the fourth terminal 44 and those formed between the second terminal 42 and the fourth terminal 44 in plan view.
  • the plurality of recesses 832a are formed to increase the creeping distance along the resin side surface 832 between the first terminal 41 and the fourth terminal 44 and the creeping distance along the resin side surface 832 between the second terminal 42 and the fourth terminal 44. is provided.
  • the sealing resin 8 has a plurality of first projecting portions 851, a plurality of second projecting portions 852, and resin voids 86, as shown in FIGS.
  • Each of the plurality of first protrusions 851 protrudes from the resin main surface 81 in the z direction.
  • the plurality of first protrusions 851 are arranged near the four corners of the sealing resin 8 in plan view.
  • a first protruding end face 851a is formed at the tip of each first protruding portion 851 (the end in the z2 direction).
  • Each first protruding end face 851a of the plurality of first protruding portions 851 is parallel (or substantially parallel) to the resin main surface 81 and on the same plane (xy plane).
  • Each first projecting portion 851 has, for example, a bottomed hollow truncated cone shape.
  • the plurality of first protrusions 851 are used as spacers when the semiconductor device A1 is mounted on a control circuit board or the like of the device that uses the power source generated by the semiconductor device A1.
  • Each of the plurality of first protrusions 851 has a recess 851b and an inner wall surface 851c formed in the recess 851b.
  • the shape of each first projecting portion 851 may be columnar, and is preferably columnar. It is preferable that the concave portion 851b has a columnar shape, and the inner wall surface 851c has a single perfect circle shape in a plan view.
  • the semiconductor device A1 may be mechanically fixed to a control circuit board or the like by a method such as screwing.
  • the inner wall surfaces 851c of the recesses 851b of the plurality of first projections 851 can be formed with internal threads.
  • An insert nut may be embedded in the concave portion 851 b of the plurality of first protrusions 851 .
  • the plurality of second protrusions 852 protrude from the resin main surface 81 in the z-direction, as shown in FIG. 14 and the like.
  • the plurality of second projecting portions 852 overlap the plurality of control terminals 45 in plan view.
  • Each metal pin 452 of the plurality of control terminals 45 protrudes from each second protrusion 852 .
  • Each second protrusion 852 has a truncated cone shape.
  • the second protrusion 852 covers the holder 451 and part of the metal pin 452 at each control terminal 45 .
  • the resin void 86 extends from the resin main surface 81 to the main surface 201 of the conductive substrate 2 in the z direction.
  • the resin void 86 is tapered from the resin main surface 81 to the main surface 201 such that the cross-sectional area decreases in the z-direction.
  • the resin void portion 86 is formed when the sealing resin 8 is molded, and is a portion where the sealing resin 8 is not formed during the molding.
  • the resin void 86 is formed by, for example, being occupied by a pressing member during molding of the sealing resin 8 and not being filled with a fluid resin material.
  • the pressing member applies a pressing force to the main surface 201 of the conductive substrate 2 during molding, and is inserted through the first opening 514c, the opening 515a, the second opening 534c and the opening 535a of the first conducting member 5. be.
  • the conductive substrate 2 can be pressed by the pressing member without interfering with the first conductive member 5, and warp of the support substrate 3 to which the conductive substrate 2 is bonded can be suppressed.
  • the semiconductor device A1 includes a resin-filled portion 88.
  • the resin filling portion 88 fills the resin void portion 86 so as to fill the resin void portion 86 .
  • Resin-filled portion 88 is made of, for example, an epoxy resin similar to sealing resin 8 , but may be made of a material different from that of sealing resin 8 .
  • the semiconductor device A1 includes a plurality of first semiconductor elements 10A, conductive substrates 2, first terminals 41, and first conductive members 5.
  • the first conductive member 5 constitutes a path of main circuit current switched by the plurality of first semiconductor elements 10A and is connected to the plurality of first semiconductor elements 10A and the first terminals 41 .
  • the first conduction member 5 includes a first wiring portion 51 and a second wiring portion 52 .
  • the first wiring portion 51 has a first end portion 511 connected to the first terminal 41 and a second end portion 512 separated from the first end portion 511 in the x direction.
  • the second wiring portion 52 (second band-shaped portion 522 ) is connected to the first wiring portion 51 between the first end portion 511 and the second end portion 512 .
  • the first wiring portion 51 has a first portion 514 and a second portion 515 .
  • the first portion 514 is positioned between the first connecting portion 513 and the first end portion 511, which are connecting portions of the second wiring portion 52 (the second strip portion 522). It is located between the portion 513 and the second end portion 512 .
  • the main circuit current that flows through the first conductive member 5 flows from the plurality of first semiconductor elements 10A toward the first terminals 41 .
  • the main circuit current in the first conduction member 5 is dispersed and flows through the second portion 515 of the first wiring portion 51 and the second wiring portion 52 (the first strip portion 521).
  • the current flowing through the second portion 515 and the current flowing through the second wiring portion 52 (the first belt-shaped portion 521) merge at the first connecting portion 513, and the merged current flows toward the first terminal 41 to the first portion. 514 flows.
  • the size (first dimension L1) in the direction perpendicular to the flow direction of the main circuit current in the first portion 514 is the size (second dimension L2) in the direction perpendicular to the flow direction of the main circuit current in the second portion 515. is greater than According to such a configuration, the cross-sectional area of the first portion 514 through which the current flows after merging is larger than the cross-sectional area of the second portion 515 through which the current flows before the merging. An increase in current density can be suppressed. As a result, self-heating in the first portion 514 after merging is suppressed even when a large current flows through the semiconductor device A1 (the plurality of first semiconductor elements 10A). Therefore, the semiconductor device A1 has a preferable structure for passing a large current.
  • the second wiring portion 52 includes a first band-shaped portion 521 extending from the first connecting portion 513 in the y direction.
  • the first conductive member 5 includes a third wiring portion 53 located in the y1 direction with respect to the first strip portion 521 .
  • a second terminal 42 is arranged in the x2 direction with respect to the conductive substrate 2 .
  • the third wiring portion 53 has a third end portion 531 connected to the second terminal 42 and a fourth end portion 532 separated from the third end portion 531 in the x direction.
  • the second strip portion 522 is connected to the third wiring portion 53 between the third end portion 531 and the fourth end portion 532 .
  • the third wiring portion 53 has a third portion 534 and a fourth portion 535 .
  • the third portion 534 is positioned between the second connecting portion 533 and the third end portion 531, which are the connecting portions of the second strip portion 522.
  • the fourth portion 535 is positioned between the second connecting portion 533 and the fourth end portion. 532.
  • the main circuit current in the first conductive member 5 is distributed to the second portion 515 of the first wiring portion 51, the fourth portion 535 of the third wiring portion 53, and the second wiring portion 52 (the first strip portion 521). and flow.
  • the current flowing through the fourth portion 535 and the current flowing through the second wiring portion 52 (the first belt-shaped portion 521) merge at the second connecting portion 533, and the merged current flows toward the second terminal 42 to the third portion. 534 flows.
  • the dimension in the direction orthogonal to the flow direction of the main circuit current in the third portion 534 is the dimension in the direction orthogonal to the flow direction of the main circuit current in the fourth portion 535 (fourth dimension L4). is greater than According to such a configuration, the cross-sectional area of the third portion 534 through which the current flows after merging is larger than the cross-sectional area of the fourth portion 535 through which the current flows before merging. An increase in current density can be suppressed. As a result, even when a large current flows through the semiconductor device A1 (the plurality of first semiconductor elements 10A), the number of current paths to be distributed is increased, and self-conduction is achieved in both the first portion 514 and the third portion 534 after merging. Fever is suppressed. Therefore, the semiconductor device A1 has a more preferable structure for allowing a large current to flow.
  • the first portion 514 of the first wiring portion 51 has a first main portion 514A and a first extension portion 514B.
  • the first main portion 514A is parallel to the main surface 201 and overlaps the second portion 515 when viewed in the x direction.
  • the first extending portion 514B is connected to the first main portion 514A in the y2 direction.
  • the third portion 534 of the third wiring portion 53 has a second main portion 534A and a second extension portion 534B.
  • the second main portion 534A is parallel to the main surface 201 and overlaps the fourth portion 535 when viewed in the x direction.
  • the second extending portion 534B is connected to the second main portion 534A in the y1 direction.
  • the first portion 514 of the first wiring portion 51 and the third portion 534 of the third wiring portion 53 overlap the first strip portion 521 of the second wiring portion 52 when viewed in the y direction. According to such a configuration, the cross-sectional areas of both the current merging portion near the first connecting portion 513 in the first wiring portion 51 and the current merging portion near the second connecting portion 533 in the third wiring portion 53 are properly adjusted. You can make it bigger. As a result, an increase in the current density of both the first portion 514 and the third portion 534 after current merging is appropriately suppressed.
  • the semiconductor device A1 having such a configuration is more preferable for allowing a large current to flow.
  • the first extending portion 514B bends from the first main portion 514A and extends in the z1 direction.
  • the second extending portion 534B bends from the second main portion 534A and extends in the z1 direction.
  • the first main portion 514A and the second main portion 534A overlap the second conductive portion 2B (conductive substrate 2) in plan view.
  • the first extending portion 514B and the second extending portion 534B do not overlap the second conductive portion 2B (conductive substrate 2) in plan view, but overlap the second conductive portion 2B (conductive substrate 2) in the y direction. .
  • the cross-sectional areas of first portion 514 (first main portion 514A and first extension portion 514B) and third portion 534 (second main portion 534A and second extension portion 534B) are increased. It is possible to reduce the size of the semiconductor device A1 while increasing the size.
  • FIG. 21 shows a semiconductor device according to a first modified example of the first embodiment.
  • FIG. 21 is a plan view similar to FIG. 8 shown in the above embodiment.
  • elements that are the same as or similar to those of the semiconductor device A1 of the above embodiment are assigned the same reference numerals as those of the above embodiment, and description thereof will be omitted as appropriate.
  • the configuration of the first conductive member 5 is different from that of the above-described embodiment. ) have different configurations.
  • the first portion 514 does not have the curved first extension portion 514B
  • the third portion 534 does not have the second extension portion 534B.
  • the first wiring portion 51 and the third wiring portion 53 do not have the first opening 514c, the opening 515a, the second opening 534c, and the opening 535a.
  • a plurality of control terminals 45 are omitted.
  • the main circuit current flowing through the first conductive member 5 flows from the plurality of first semiconductor elements 10A toward the first terminals 41.
  • the main circuit current in the first conduction member 5 is dispersed and flows through the second portion 515 of the first wiring portion 51 and the second wiring portion 52 (the first strip portion 521).
  • the current flowing through the second portion 515 and the current flowing through the second wiring portion 52 (the first belt-shaped portion 521) merge at the first connecting portion 513, and the merged current flows toward the first terminal 41 to the first portion. 514 flows.
  • the size (first dimension L1) in the direction perpendicular to the flow direction of the main circuit current in the first portion 514 is the size (second dimension L2) in the direction perpendicular to the flow direction of the main circuit current in the second portion 515. is greater than According to such a configuration, the cross-sectional area of the first portion 514 through which the current flows after merging is larger than the cross-sectional area of the second portion 515 through which the current flows before the merging. An increase in current density can be suppressed. As a result, self-heating in the first portion 514 after merging is suppressed even when a large current flows through the semiconductor device A2 (the plurality of first semiconductor elements 10A). Therefore, the semiconductor device A2 has a preferable structure for passing a large current. In addition, within the range of the configuration similar to that of the semiconductor device A1 of the above embodiment, the same effects as those of the above embodiment can be obtained.
  • FIG. 22 shows a semiconductor device according to the second modification of the first embodiment.
  • FIG. 22 is a plan view similar to FIG. 8 shown in the above embodiment.
  • the configuration of the first conduction member 5 is significantly different from that of the above-described embodiment, and various modifications have been made accordingly.
  • the first conductive member 5 of this modified example does not have the third wiring portion 53 unlike the above-described embodiment.
  • the semiconductor device A3 does not include the second terminals 42 of the above embodiment, but includes three first semiconductor elements 10A and three second semiconductor elements 10B.
  • the first wiring portion 51 does not have the first opening 514c and the opening 515a.
  • a plurality of control terminals 45 are omitted.
  • the main circuit current flowing through the first conductive member 5 flows from the plurality of first semiconductor elements 10A toward the first terminals 41.
  • the main circuit current in the first conduction member 5 is dispersed and flows through the second portion 515 of the first wiring portion 51 and the second wiring portion 52 (the first strip portion 521).
  • the current flowing through the second portion 515 and the current flowing through the second wiring portion 52 (the first belt-shaped portion 521) merge at the first connecting portion 513, and the merged current flows toward the first terminal 41 to the first portion. 514 flows.
  • the size (first dimension L1) in the direction perpendicular to the flow direction of the main circuit current in the first portion 514 is the size (second dimension L2) in the direction perpendicular to the flow direction of the main circuit current in the second portion 515. is greater than According to such a configuration, the cross-sectional area of the first portion 514 through which the current flows after merging is larger than the cross-sectional area of the second portion 515 through which the current flows before the merging. An increase in current density can be suppressed. As a result, self-heating in the first portion 514 after merging is suppressed even when a large current flows through the semiconductor device A3 (the plurality of first semiconductor elements 10A). Therefore, the semiconductor device A3 has a preferable structure for passing a large current. In addition, within the range of the configuration similar to that of the semiconductor device A1 of the above embodiment, the same effects as those of the above embodiment can be obtained.
  • FIG. 23 shows a semiconductor device according to a third modified example of the first embodiment.
  • FIG. 23 is a plan view similar to FIG. 5 shown in the above embodiment.
  • the number of third terminals 43 is one.
  • the third terminal 43 is connected to the central portion of the first conductive portion 2A in the y direction.
  • the dimension in the y direction of the third terminals 43 in this modification may be about the same as the dimension in the y direction of the third terminals 43 in the semiconductor device A1 of the above-described embodiment. It may be larger than the dimension.
  • the configuration other than the third terminal 43 is the same as that of the semiconductor device A1.
  • the main circuit current flowing through the first conductive member 5 flows from the plurality of first semiconductor elements 10A toward the first terminals 41.
  • the main circuit current in the first conduction member 5 is dispersed and flows through the second portion 515 of the first wiring portion 51 and the second wiring portion 52 (the first strip portion 521).
  • the current flowing through the second portion 515 and the current flowing through the second wiring portion 52 (the first belt-shaped portion 521) merge at the first connecting portion 513, and the merged current flows toward the first terminal 41 to the first portion. 514 flows.
  • the size (first dimension L1) in the direction perpendicular to the flow direction of the main circuit current in the first portion 514 is the size (second dimension L2) in the direction perpendicular to the flow direction of the main circuit current in the second portion 515. is greater than According to such a configuration, the cross-sectional area of the first portion 514 through which the current flows after merging is larger than the cross-sectional area of the second portion 515 through which the current flows before the merging. An increase in current density can be suppressed. As a result, self-heating in the first portion 514 after merging is suppressed even when a large current is passed through the semiconductor device A4 (the plurality of first semiconductor elements 10A). Therefore, the semiconductor device A4 has a preferable structure for passing a large current. In addition, the same effects as those of the semiconductor device A1 of the above embodiment are obtained.
  • the semiconductor device according to the present disclosure is not limited to the above-described embodiments.
  • the specific configuration of each part of the semiconductor device according to the present disclosure can be changed in various ways.
  • Appendix 1 a conductive substrate having a main surface facing one side in the thickness direction and a back surface facing the opposite side of the main surface; a plurality of first semiconductor elements electrically connected to the main surface and having a switching function; a first terminal disposed on one side of the conductive substrate in a first direction orthogonal to the thickness direction; a first conduction member forming a path of a main circuit current switched by the plurality of first semiconductor elements and connected to the plurality of first semiconductor elements and the first terminal;
  • the first conduction member includes a first wiring portion and a second wiring portion, The first wiring portion has a first end connected to the first terminal and a second end separated from the first end in the first direction, The second wiring portion is connected to the first wiring portion between the first end and the second end,
  • the first wiring portion includes a first portion positioned between a first connecting portion, which is a connecting portion of the second wiring portion to the first wiring portion, and the first end portion, and the first connecting portion.
  • the first dimension which is the dimension in the direction orthogonal to the flow direction of the main circuit current in the first part
  • the first conductive member is made of a metal plate,
  • the first wiring portion extends in the first direction,
  • the first wiring portion is positioned on one side in the second direction with respect to the first belt-shaped portion, the first conduction member includes a third wiring portion located on the other side in the second direction with respect to the first belt-shaped portion and extending in the first direction; the second terminal is arranged on one side in the first direction with respect to the conductive substrate, and is connected to the third wiring portion;
  • the third wiring portion has a third end connected to the second terminal and a fourth end separated from the third end in the first direction,
  • the first belt-shaped portion is connected to the third wiring portion between the third end and the fourth end,
  • the third wiring portion includes a third portion positioned between a second connecting portion, which is a connecting portion of the first belt-shaped portion to the third wiring portion, and the third end portion, and the second connecting portion.
  • a fourth dimension that is the dimension in the direction orthogonal to the flow direction of the main circuit current in the third part is a fourth dimension that is the dimension in the direction orthogonal to the flow direction of the main circuit current in the fourth part 3.
  • the semiconductor device according to appendix 2 wherein the semiconductor device is larger than Appendix 4.
  • the second wiring portion includes at least one second strip-shaped portion connected to the first strip-shaped portion and extending from the first strip-shaped portion to the other side in the first direction.
  • Appendix 5 includes a first main portion located on one side in the thickness direction with respect to the main surface, and a first extension portion connected to one side in the second direction with respect to the first main portion.
  • the first main portion is parallel to the main surface and overlaps the second portion when viewed in the first direction
  • the third portion includes a second main portion located on one side in the thickness direction with respect to the main surface, and a second extension portion connected to the other side in the second direction with respect to the second main portion. and 5.
  • the semiconductor device according to appendix 4 wherein the second main portion is parallel to the main surface and overlaps the fourth portion when viewed in the first direction.
  • Appendix 6. 6.
  • Appendix 7. The first extending portion is bent from the first main portion and extends to the other side in the thickness direction, 7.
  • a support substrate having a support surface facing one side in the thickness direction and to which the conductive substrate is bonded such that the back surface faces the support surface; having a resin main surface facing the same side as the main surface and a resin back surface facing the side opposite to the resin main surface, at least part of the supporting substrate, at least part of the conductive substrate, and the plurality of first semiconductors a sealing resin that covers the element and the first conductive member,
  • the first main portion has a first opening positioned on the other side in the second direction with respect to the first extension portion when viewed in the thickness direction, 10.
  • the first opening is an arc-shaped notch recessed from the other side end in the second direction to one side in the second direction in the first main portion
  • the first extending portion projects in an arc shape from one side of the first main portion in the second direction
  • the second opening is an arc-shaped notch recessed from one side end in the second direction to the other side in the second direction in the second main portion, 11.
  • the semiconductor device according to appendix 10 wherein the second extending portion projects in an arc shape from the other side of the second main portion in the second direction. Appendix 12.
  • the plurality of first semiconductor elements are spaced apart in the second direction, the first conduction member includes a fourth wiring portion connected to both the second end portion and the fourth end portion and extending in a second direction; The fourth wiring portion is connected to the plurality of first semiconductor elements, 12.
  • the semiconductor device according to any one of appendices 4 to 11, wherein the fourth wiring portion is connected to the other end of the second strip portion in the first direction. Appendix 13.
  • the conductive substrate includes a first conductive portion and a second conductive portion spaced apart from each other on the other side and one side in the first direction;
  • the plurality of first semiconductor elements are electrically joined to the first conductive portion, a third terminal connected to the first conductive portion; a plurality of second semiconductor elements electrically connected to the second conductive portion and having a switching function; a second conductive member connected to the plurality of second semiconductor elements and the first conductive portion and made of a metal plate; 13.
  • Appendix 14. 14 The semiconductor device according to appendix 13, wherein the second conduction member overlaps the second belt-shaped portion when viewed in the thickness direction.
  • the plurality of second semiconductor elements are spaced apart in the second direction, 15.

Abstract

半導体装置は、導電基板と、前記導電基板に接合された複数の第1半導体素子と、前記導電基板に対して第1方向の一方側に配置された第1端子と、前記複数の第1半導体素子と前記第1端子とに接続された第1導通部材(第1、第2配線部)とを備える。前記第1配線部は、前記第1端子に接続された第1端部と、前記第1端部に対して前記第1方向に離れた第2端部とを有する。前記第2配線部は、前記第1端部と前記第2端部との間で前記第1配線部に連結されている。前記第1配線部は、第1部および第2部を含み、前記第1部は、前記第1配線部に対する前記第2配線部の連結部位(第1連結部)と前記第1端部との間に位置し、前記第2部は、前記第1連結部と前記第2端部との間に位置する。前記第1部において主回路電流の流れ方向に直交する方向の大きさは、前記第2部において前記主回路電流の流れ方向に直交する方向の大きさよりも大である。

Description

半導体装置
 本開示は、半導体装置に関する。
 従来、MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)やIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)などの電力用スイッチング素子を備える半導体装置が知られている。このような半導体装置は、産業機器から家電や情報端末、自動車用機器まであらゆる電子機器に搭載される。特許文献1には、従来の半導体装置(パワーモジュール)が開示されている。特許文献1に記載の半導体装置は、半導体素子、および、支持基板(セラミック基板)を備えている。半導体素子は、たとえばSi(シリコン)製のIGBTである。支持基板は、半導体素子を支持する。支持基板は、絶縁性の基材と、基材の両面に積層された導体層とを含む。基材は、たとえばセラミックからなる。各導体層は、たとえばCu(銅)からなり、一方の導体層には、半導体素子が接合される。
特開2015-220382号公報
 近年、電子機器の省エネルギー化、高性能化および小型化などが求められている。そのためには、電子機器に搭載する半導体モジュールの性能向上や小型化などが必要となる。
 本開示は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、大電流を流すのに適した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、厚さ方向の一方側を向く主面、および前記主面とは反対側を向く裏面を有する導電基板と、前記主面に電気的に接合され、スイッチング機能を有する複数の第1半導体素子と、前記導電基板に対し、前記厚さ方向に対して直交する第1方向の一方側に配置された第1端子と、前記複数の第1半導体素子によってスイッチングされる主回路電流の経路を構成し、前記複数の第1半導体素子と前記第1端子とに接続された第1導通部材と、を備え、前記第1導通部材は、第1配線部および第2配線部を含み、前記第1配線部は、前記第1端子に接続された第1端部と、前記第1端部に対して前記第1方向に離れた第2端部と、を有し、前記第2配線部は、前記第1端部と前記第2端部との間において前記第1配線部に連結されており、前記第1配線部は、前記第1配線部に対する前記第2配線部の連結部位である第1連結部と前記第1端部との間に位置する第1部と、前記第1連結部と前記第2端部との間に位置する第2部と、を有し、前記第1部において前記主回路電流の流れ方向に直交する方向の大きさである第1寸法は、前記第2部において前記主回路電流の流れ方向に直交する方向の大きさである第2寸法よりも大である。
 本開示の半導体装置によれば、大電流を流す上で好ましい構造を提供することができる。
 本開示のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
図1は、本開示の第1実施形態に係る半導体装置を示す斜視図である。 図2は、図1の斜視図において、封止樹脂を省略した図である。 図3は、図2の斜視図において、第1導通部材を省略した図である。 図4は、図1に示す半導体装置の平面図である。 図5は、図4の平面図において、封止樹脂を想像線で示した図である。 図6は、図1に示す半導体装置の右側面図であり、封止樹脂を想像線で示した図である。 図7は、図1に示す半導体装置の左側面図であり、封止樹脂を想像線で示した図である。 図8は、図5の一部を拡大した部分拡大図であって、封止樹脂を省略している。 図9は、第1導通部材の平面図であって、第1延出部および第2延出部を展開した状態を示す。 図10は、図5の平面図において、封止樹脂および第1導通部材を省略し、第2導通部材を想像線で示した図である。 図11は、図1に示す半導体装置の右側面図である。 図12は、図1に示す半導体装置の底面図である。 図13は、図5のXIII-XIII線に沿う断面図である。 図14は、図5のXIV-XIV線に沿う断面図である。 図15は、図14の一部を拡大した部分拡大図である。 図16は、図14の一部を拡大した部分拡大図である。 図17は、図5のXVII-XVII線に沿う断面図である。 図18は、図5のXVIII-XVIII線に沿う断面図である。 図19は、図5のXIX-XIX線に沿う断面図である。 図20は、図5のXX-XX線に沿う断面図である。 図21は、第1実施形態の第1変形例に係る半導体装置を示す、図8と同様の平面図(封止樹脂を省略)である。 図22は、第1実施形態の第2変形例に係る半導体装置を示す、図8と同様の平面図(封止樹脂を省略)である。 図23は、第1実施形態の第3変形例に係る半導体装置を示す、図5と同様の平面図である。
 以下、本開示の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。
 本開示における「第1」、「第2」、「第3」等の用語は、単にラベルとして用いたものであり、必ずしもそれらの対象物に順列を付することを意図していない。
 本開示において、「ある物Aがある物Bに形成されている」および「ある物Aがある物B上に形成されている」とは、特段の断りのない限り、「ある物Aがある物Bに直接形成されていること」、および、「ある物Aとある物Bとの間に他の物を介在させつつ、ある物Aがある物Bに形成されていること」を含む。同様に、「ある物Aがある物Bに配置されている」および「ある物Aがある物B上に配置されている」とは、特段の断りのない限り、「ある物Aがある物Bに直接配置されていること」、および、「ある物Aとある物Bとの間に他の物を介在させつつ、ある物Aがある物Bに配置されていること」を含む。同様に、「ある物Aがある物B上に位置している」とは、特段の断りのない限り、「ある物Aがある物Bに接して、ある物Aがある物B上に位置していること」、および、「ある物Aとある物Bとの間に他の物が介在しつつ、ある物Aがある物B上に位置していること」を含む。また、「ある物Aがある物Bにある方向に見て重なる」とは、特段の断りのない限り、「ある物Aがある物Bのすべてに重なること」、および、「ある物Aがある物Bの一部に重なること」を含む。
 図1~図20は、本開示の第1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A1は、複数の第1半導体素子10A、複数の第2半導体素子10B、導電基板2、支持基板3、第1端子41、第2端子42、複数の第3端子43、第4端子44、複数の制御端子45、制御端子支持体48、第1導通部材5、第2導通部材6および封止樹脂8を備えている。
 図1は、半導体装置A1を示す斜視図である。図2は、図1の斜視図において、封止樹脂8を省略した図である。図3は、図2の斜視図において、第1導通部材5を省略した図である。図4は、半導体装置A1を示す平面図である。図5は、図4の平面図において、封止樹脂8を想像線で示した図である。図6は、半導体装置A1の右側面図であり、封止樹脂8を想像線で示した図である。図7は、半導体装置A1の左側面図であり、封止樹脂8を想像線で示した図である。図8は、図5の一部を拡大した部分拡大図であって、封止樹脂8を省略している。図9は、第1導通部材5の平面図であって、後述の第1延出部514Bおよび第2延出部534Bを展開した状態を示す。図10は、図5の平面図において、封止樹脂8および第1導通部材5を省略し、第2導通部材6を想像線で示した図である。図11は、半導体装置A1の右側面図である。図12は、半導体装置A1の底面図である。図13は、図5のXIII-XIII線に沿う断面図である。図14は、図5のXIV-XIV線に沿う断面図である。図15および図16は、図14の一部を拡大した部分拡大図である。図17は、図5のXVII-XVII線に沿う断面図である。図18は、図5のXVIII-XVIII線に沿う断面図である。図19は、図5のXIX-XIX線に沿う断面図である。図20は、図5のXX-XX線に沿う断面図である。
 説明の便宜上、互いに直交する3つの方向を、x方向、y方向、z方向とする。z方向は、たとえば、半導体装置A1の厚さ方向である。x方向は、半導体装置A1の平面図(図4参照)における左右方向である。y方向は、半導体装置A1の平面図(図4参照)における上下方向である。以下の説明において、「平面視」とは、z方向に見たときをいう。
 複数の第1半導体素子10Aおよび複数の第2半導体素子10Bはそれぞれ、半導体装置A1の機能中枢となる電子部品である。各第1半導体素子10Aおよび各第2半導体素子10Bの構成材料は、たとえばSiC(炭化ケイ素)を主とする半導体材料である。この半導体材料は、SiCに限定されず、Si(シリコン)、GaN(窒化ガリウム)あるいはC(ダイヤモンド)などであってもよい。各第1半導体素子10Aおよび各第2半導体素子10Bは、たとえば、MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)などのスイッチング機能を有するパワー半導体チップである。本実施形態においては、第1半導体素子10Aおよび第2半導体素子10BがMOSFETである場合を示すが、これに限定されず、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor;絶縁ゲートバイポーラトランジスタ)などの他のトランジスタであってもよい。各第1半導体素子10Aおよび各第2半導体素子10Bは、いずれも同一素子である。各第1半導体素子10Aおよび各第2半導体素子10Bは、たとえばnチャネル型のMOSFETであるが、pチャネル型のMOSFETであってもよい。
 第1半導体素子10Aおよび第2半導体素子10Bはそれぞれ、図15、図16に示すように、素子主面101および素子裏面102を有する。各第1半導体素子10Aおよび各第2半導体素子10Bにおいて、素子主面101と素子裏面102とはz方向に離間する。素子主面101は、z2方向を向き、素子裏面102は、z1方向を向く。
 本実施形態では、半導体装置A1は、4つの第1半導体素子10Aと4つの第2半導体素子10Bとを備えているが、第1半導体素子10Aの数および第2半導体素子10Bの数は、本構成に限定されず、半導体装置A1に要求される性能に応じて適宜変更される。図10の例では、第1半導体素子10Aおよび第2半導体素子10Bがそれぞれ4個ずつ配置される。第1半導体素子10Aおよび第2半導体素子10Bの数は、それぞれ2個または3個でもよく、それぞれ5個以上でもよい。第1半導体素子10Aの数と第2半導体素子10Bの数とは、等しくてもよく、異なってもよい。第1半導体素子10Aおよび第2半導体素子10Bの数は、半導体装置A1が取り扱う電流容量によって決定される。
 半導体装置A1は、たとえばハーフブリッジ型のスイッチング回路として構成される。この場合、複数の第2半導体素子10Bは、半導体装置A1の上アーム回路を構成し、複数の第1半導体素子10Aは、下アーム回路を構成する。上アーム回路において、複数の第2半導体素子10Bは互いに並列に接続され、下アーム回路において、複数の第1半導体素子10Aは互いに並列に接続される。各第2半導体素子10Bと各第1半導体素子10Aとは、直列に接続され、ブリッジ層を構成する。
 複数の第1半導体素子10Aはそれぞれ、図10および図18などに示すように、導電基板2に搭載されている。図10に示す例では、複数の第1半導体素子10Aは、たとえばy方向に並んでおり、互いに離間している。各第1半導体素子10Aは、導電性接合材19を介して、導電基板2(後述の第1導電部2A)に導通接合されている。各第1半導体素子10Aは、第1導電部2Aに接合された際、素子裏面102が第1導電部2Aに対向する。
 複数の第2半導体素子10Bはそれぞれ、図10および図19などに示すように、導電基板2に搭載されている。図10に示す例では、複数の第2半導体素子10Bは、たとえばy方向に並んでおり、互いに離間している。各第2半導体素子10Bは、導電性接合材19を介して、導電基板2(後述の第2導電部2B)に導通接合されている。各第2半導体素子10Bは、第2導電部2Bに接合された際、素子裏面102が第2導電部2Bに対向する。図10から理解されるように、x方向に見て、複数の第1半導体素子10Aと複数の第2半導体素子10Bとは、重なっているが、重なっていなくてもよい。
 複数の第1半導体素子10Aおよび複数の第2半導体素子10Bはそれぞれ、第1主面電極11、第2主面電極12、第3主面電極13および裏面電極15を有する。以下で説明する第1主面電極11、第2主面電極12、第3主面電極13および裏面電極15の構成は、各第1半導体素子10Aおよび各第2半導体素子10Bにおいて共通する。第1主面電極11、第2主面電極12および第3主面電極13は、素子主面101に設けられている。第1主面電極11、第2主面電極12および第3主面電極13は、図示しない絶縁膜により絶縁されている。裏面電極15は、素子裏面102に設けられている。
 第1主面電極11は、たとえばゲート電極であって、第1半導体素子10A(第2半導体素子10B)を駆動させるための駆動信号(たとえばゲート電圧)が入力される。第1半導体素子10A(第2半導体素子10B)において、第2主面電極12は、たとえばソース電極であって、ソース電流が流れる。第3主面電極13は、たとえばソースセンス電極であって、ソース電流が流れる。裏面電極15は、たとえばドレイン電極であって、ドレイン電流が流れる。裏面電極15は、素子裏面102の全域(あるいは略全域)を覆っている。裏面電極15は、たとえばAg(銀)めっきにより構成される。
 各第1半導体素子10A(各第2半導体素子10B)は、第1主面電極11(ゲート電極)に駆動信号(ゲート電圧)が入力されると、この駆動信号に応じて、導通状態と遮断状態とが切り替わる。導通状態では、裏面電極15(ドレイン電極)から第2主面電極12(ソース電極)に電流が流れ、遮断状態では、この電流が流れない。つまり、各第1半導体素子10A(各第2半導体素子10B)は、スイッチング動作を行う。半導体装置A1は、複数の第1半導体素子10Aおよび複数の第2半導体素子10Bのスイッチング機能により、1つの第4端子44と2つの第1端子41および第2端子42との間に入力される直流電圧をたとえば交流電圧に変換して、第3端子43から交流電圧を出力する。
 半導体装置A1では、図5、図10などに示すように、サーミスタ17を備える。サーミスタ17は、温度検出用センサとして用いられる。
 導電基板2は、複数の第1半導体素子10Aおよび複数の第2半導体素子10Bを支持する。導電基板2は、支持基板3上に導電性接合材29を介して接合されている。導電基板2は、たとえば平面視矩形状である。導電基板2は、第1導通部材5および第2導通部材6とともに、複数の第1半導体素子10Aおよび複数の第2半導体素子10Bによってスイッチングされる主回路電流の経路を構成する。
 導電基板2は、第1導電部2Aおよび第2導電部2Bを含む。第1導電部2Aおよび第2導電部2Bはそれぞれ、金属製の板状部材である。この金属は、たとえばCu(銅)あるいはCu合金である。第1導電部2Aおよび第2導電部2Bは、第1端子41、第2端子42、複数の第3端子43、および第4端子44とともに、複数の第1半導体素子10Aおよび複数の第2半導体素子10Bへの導通経路を構成している。第1導電部2Aおよび第2導電部2Bはそれぞれが、図13~図20に示すように、導電性接合材29を介して支持基板3上に接合されている。第1導電部2Aには、導電性接合材19を介して複数の第1半導体素子10Aがそれぞれ接合されている。第2導電部2Bには、導電性接合材19を介して複数の第2半導体素子10Bがそれぞれ接合されている。導電性接合材19および導電性接合材29の構成材料は特に限定されず、たとえばはんだ、金属ペースト材、あるいは、焼結金属などである。第1導電部2Aおよび第2導電部2Bは、図3、図10、図13および図14に示すように、x方向に離間する。これらの図に示す例では、第1導電部2Aは、第2導電部2Bよりもx1方向に位置する。第1導電部2Aおよび第2導電部2Bはそれぞれ、たとえば平面視矩形状である。第1導電部2Aおよび第2導電部2Bは、x方向に見て重なる。第1導電部2Aおよび第2導電部2Bはそれぞれ、たとえばx方向の寸法が15mm~25mmであり、たとえばy方向の寸法が30mm~40mmであり、z方向の寸法が1.0mm~5.0mm(好ましくは2.0mm程度)である。
 導電基板2は、主面201および裏面202を有する。主面201および裏面202は、図13、図14および図17~図20に示すように、z方向に離間する。主面201は、z2方向を向き、裏面202は、z1方向を向く。主面201は、第1導電部2Aの上面と第2導電部2Bの上面とを合わせたものである。裏面202は、第1導電部2Aの下面と第2導電部2Bの下面とを合わせたものである。裏面202は、支持基板3に対向するように支持基板3に接合されている。
 支持基板3は、導電基板2を支持する。支持基板3は、たとえばAMB(Active Metal Brazing)基板で構成される。支持基板3は、絶縁層31、第1金属層32および第2金属層33を含む。
 絶縁層31は、たとえば熱伝導性の優れたセラミックスである。このようなセラミックスとしては、たとえばSiN(窒化ケイ素)がある。絶縁層31は、セラミックスに限定されず、絶縁樹脂シートなどであってもよい。絶縁層31は、たとえば平面視矩形状である。
 第1金属層32は、絶縁層31の上面(z2方向を向く面)に形成されている。第1金属層32の構成材料は、たとえばCuを含む。当該構成材料はCuではなくAl(アルミニウム)を含んでいてもよい。第1金属層32は、第1部分32Aおよび第2部分32Bを含む。第1部分32Aおよび第2部分32Bは、x方向に離間する。第1部分32Aは、第2部分32Bのx1方向側に位置する。第1部分32Aは、第1導電部2Aが接合され、第1導電部2Aを支持する。第2部分32Bは、第2導電部2Bが接合され、第2導電部2Bを支持する。第1部分32Aおよび第2部分32Bはそれぞれ、たとえば平面視矩形状である。
 第2金属層33は、絶縁層31の下面(z1方向を向く面)に形成されている。第2金属層33の構成材料は、第1金属層32の構成材料と同じである。第2金属層33の下面(後述の底面302)は、図12に示す例では、たとえば封止樹脂8から露出する。当該下面は、封止樹脂8から露出せず、封止樹脂8に覆われていてもよい。第2金属層33は、平面視において、第1部分32Aおよび第2部分32Bの双方に重なる。
 支持基板3は、図13~図20に示すように、支持面301および底面302を有する。支持面301と底面302とは、z方向に離間する。支持面301は、z2方向を向き、底面302は、z1方向を向く。底面302は、図12に示すように、封止樹脂8から露出する。支持面301は、第1金属層32の上面であり、第1部分32Aの上面と第2部分32Bの上面とをあわせたものである。支持面301は、導電基板2に対向し、導電基板2が接合されている。底面302は、第2金属層33の下面である。底面302には、図示しない放熱部材(たとえばヒートシンク)などが取り付け可能である。支持基板3のz方向の寸法(支持面301から底面302までのz方向に沿う距離)は、たとえば0.7mm~2.0mmである。
 第1端子41、第2端子42、複数の第3端子43、および第4端子44はそれぞれ、板状の金属板からなる。この金属板の構成材料は、たとえばCuまたはCu合金である。図1~図5、図10および図12に示す例では、半導体装置A1は、1つずつの第1端子41、第2端子42および第4端子44と、2つの第3端子43とを備えている。
 第1端子41、第2端子42および第4端子44には、電力変換対象となる直流電圧が入力される。第4端子44は正極(P端子)であり、第1端子41および第2端子42はそれぞれ負極(N端子)である。複数の第3端子43から、第1半導体素子10Aおよび第2半導体素子10Bにより電力変換された交流電圧が出力される。第1端子41、第2端子42、複数の第3端子43、および第4端子44はそれぞれ、封止樹脂8に覆われた部分と封止樹脂8から露出した部分とを含む。
 第4端子44は、図14に示すように、第2導電部2Bと一体的に形成されている。本構成と異なり、第4端子44は、第2導電部2Bと分離され、第2導電部2Bに導通接合されていてもよい。第4端子44は、図10などに示すように、複数の第2半導体素子10Bおよび第2導電部2B(導電基板2)に対して、x2方向側に位置する。第4端子44は、第2導電部2Bに導通し、かつ、第2導電部2Bを介して、各第2半導体素子10Bの裏面電極15(ドレイン電極)に導通する。
 第1端子41および第2端子42はそれぞれ、図10に示すように、第2導電部2Bから離間している。第1端子41および第2端子42はそれぞれ、図5および図8に示すように、第1導通部材5が接合されている。第1端子41および第2端子42はそれぞれ、図5、図10などに示すように、複数の第2半導体素子10Bおよび第2導電部2B(導電基板2)に対して、x2方向側に位置する。第1端子41および第2端子42はそれぞれ、第1導通部材5に導通し、かつ、第1導通部材5を介して、各第2半導体素子10Bの第2主面電極12(ソース電極)に導通する。
 図1~図5、図10および図12などに示すように、第1端子41、第2端子42および第4端子44はそれぞれ、半導体装置A1において、封止樹脂8からx2方向に突き出ている。第1端子41、第2端子42および第4端子44は、互いに離間している。第1端子41および第2端子42は、y方向において第4端子44を挟んで互いに反対側に位置する。第1端子41は、第4端子44のy2方向側に位置し、第2端子42は、第4端子44のy1方向側に位置する。第1端子41、第2端子42および第4端子44は、y方向に見て互いに重なる。
 2つの第3端子43はそれぞれ、図10および図13から理解されるように、第1導電部2Aと一体的に形成されている。本構成と異なり、第3端子43は、第1導電部2Aと分離され、第1導電部2Aに導通接合されていてもよい。2つの第3端子43はそれぞれ、図10などに示すように、複数の第1半導体素子10Aおよび第1導電部2A(導電基板2)に対して、x1方向側に位置する。各第3端子43は、第1導電部2Aに導通し、かつ、第1導電部2Aを介して、各第1半導体素子10Aの裏面電極15(ドレイン電極)に導通する。なお、第3端子43の数は、2つに限定されず、たとえば1つであってもよいし、3つ以上であってもよい。たとえば、第3端子43が1つである場合、第1導電部2Aのy方向における中央部分につながっていることが望ましい。
 複数の制御端子45はそれぞれ、各第1半導体素子10Aおよび各第2半導体素子10Bを制御するためのピン状の端子である。複数の制御端子45は、複数の第1制御端子46A~46Eおよび複数の第2制御端子47A~47Eを含む。複数の第1制御端子46A~46Eは、各第1半導体素子10Aの制御などに用いられる。複数の第2制御端子47A~47Eは、各第2半導体素子10Bの制御などに用いられる。
 複数の第1制御端子46A~46Eは、y方向に間隔を隔てて配置されている。各第1制御端子46A~46Eは、図10および図14などに示すように、制御端子支持体48(後述の第1支持部48A)を介して、第1導電部2Aに支持される。各第1制御端子46A~46Eは、図5および図10に示すように、x方向において、複数の第1半導体素子10Aと2つの第3端子43との間に位置する。
 第1制御端子46Aは、複数の第1半導体素子10Aの駆動信号入力用の端子(ゲート端子)である。第1制御端子46Aには、複数の第1半導体素子10Aを駆動させるための駆動信号が入力される(たとえばゲート電圧が印加される)。
 第1制御端子46Bは、複数の第1半導体素子10Aのソース信号検出用の端子(ソースセンス端子)である。第1制御端子46Bから、複数の第1半導体素子10Aの各第2主面電極12(ソース電極)に印加される電圧(ソース電流に対応した電圧)が検出される。
 第1制御端子46Cおよび第1制御端子46Dは、サーミスタ17に導通する端子である。
 第1制御端子46Eは、複数の第1半導体素子10Aのドレイン信号検出用の端子(ドレインセンス端子)である。第1制御端子46Eから、複数の第1半導体素子10Aの各裏面電極15(ドレイン電極)に印加される電圧(ドレイン電流に対応した電圧)が検出される。
 複数の第2制御端子47A~47Eは、y方向に間隔を隔てて配置されている。各第2制御端子47A~47Eは、図10および図14などに示すように、制御端子支持体48(後述の第2支持部48B)を介して、第2導電部2Bに支持される。各第2制御端子47A~47Eは、図5および図10に示すように、x方向において、複数の第2半導体素子10Bと、第1端子41、第2端子42および第4端子44との間に位置する。
 第2制御端子47Aは、複数の第2半導体素子10Bの駆動信号入力用の端子(ゲート端子)である。第2制御端子47Aには、複数の第2半導体素子10Bを駆動させるための駆動信号が入力される(たとえばゲート電圧が印加される)。第2制御端子47Bは、複数の第2半導体素子10Bのソース信号検出用の端子(ソースセンス端子)である。第2制御端子47Bから、複数の第2半導体素子10Bの各第2主面電極12(ソース電極)に印加される電圧(ソース電流に対応した電圧)が検出される。第2制御端子47Cおよび第2制御端子47Dは、サーミスタ17に導通する端子である。第2制御端子47Eは、複数の第2半導体素子10Bのドレイン信号検出用の端子(ドレインセンス端子)である。第2制御端子47Eから、複数の第2半導体素子10Bの各裏面電極15(ドレイン電極)に印加される電圧(ドレイン電流に対応した電圧)が検出される。
 複数の制御端子45(複数の第1制御端子46A~46Eおよび複数の第2制御端子47A~47E)はそれぞれ、ホルダ451および金属ピン452を含む。
 ホルダ451は、導電性材料からなる。ホルダ451は、図15、図16に示すように、導電性接合材459を介して、制御端子支持体48(後述の第1金属層482)に接合されている。ホルダ451は、筒状部、上端鍔部および下端鍔部を含む。上端鍔部は、筒状部の上方につながり、下端鍔部は、筒状部の下方につながる。ホルダ451のうちの少なくとも上端鍔部および筒状部に、金属ピン452が挿通されている。ホルダ451は、封止樹脂8(後述の第2突出部852)に覆われている。
 金属ピン452は、z方向に延びる棒状部材である。金属ピン452は、ホルダ451に圧入されることで支持されている。金属ピン452は、少なくともホルダ451を介して、制御端子支持体48(後述の第1金属層482)に導通する。図15、図16に示す例のように、金属ピン452の下端(z1方向側の端部)がホルダ451の挿通孔内で導電性接合材459に接している場合には、金属ピン452は、導電性接合材459を介して、制御端子支持体48に導通する。
 制御端子支持体48は、複数の制御端子45を支持する。制御端子支持体48は、z方向において、主面201(導電基板2)と複数の制御端子45との間に介在する。
 制御端子支持体48は、第1支持部48Aおよび第2支持部48Bを含む。第1支持部48Aは、導電基板2の第1導電部2A上に配置され、複数の制御端子45のうちの複数の第1制御端子46A~46Eを支持する。第1支持部48Aは、図15に示すように、接合材49を介して、第1導電部2Aに接合されている。接合材49は、導電性でも絶縁性でもよいが、たとえばはんだが用いられる。第2支持部48Bは、導電基板2の第2導電部2B上に配置され、複数の制御端子45のうちの複数の第2制御端子47A~47Dを支持する。第2支持部48Bは、図16に示すように、接合材49を介して、第2導電部2Bに接合されている。
 制御端子支持体48(第1支持部48Aおよび第2支持部48Bのそれぞれ)は、たとえばDBC基板で構成される。制御端子支持体48は、互いに積層された絶縁層481、第1金属層482および第2金属層483を有する。
 絶縁層481は、たとえばセラミックスからなる。絶縁層481は、たとえば平面視矩形状である。
 第1金属層482は、図15、図16などに示すように、絶縁層481の上面に形成されている。各制御端子45は、第1金属層482上に立設されている。第1金属層482は、たとえばCuまたはCu合金である。図10などに示すように、第1金属層482は、第1部分482A、第2部分482B、第3部分482C、第4部分482Dおよび第5部分482Eを含む。第1部分482A、第2部分482B、第3部分482C、第4部分482Dおよび第5部分482Eは、互いに離間し、絶縁されている。
 第1部分482Aは、複数のワイヤ71が接合され、各ワイヤ71を介して、各第1半導体素子10A(各第2半導体素子10B)の第1主面電極11(ゲート電極)に導通する。第1部分482Aと第6部分482Fとは、複数のワイヤ73が接続されている。これにより、第6部分482Fは、ワイヤ73およびワイヤ71を介して、各第1半導体素子10A(各第2半導体素子10B)の第1主面電極11(ゲート電極)に導通する。図10に示すように、第1支持部48Aの第6部分482Fには、第1制御端子46Aが接合されており、第2支持部48Bの第6部分482Fには、第2制御端子47Aが接合されている。
 第2部分482Bは、複数のワイヤ72が接合され、各ワイヤ72を介して、各第1半導体素子10A(各第2半導体素子10B)の第2主面電極12(ソース電極)に導通する。図10に示すように、第1支持部48Aの第2部分482Bには、第1制御端子46Bが接合されており、第2支持部48Bの第2部分482Bには、第2制御端子47Bが接合されている。
 第3部分482Cおよび第4部分482Dは、サーミスタ17が接合されている。図10に示すように、第1支持部48Aの第3部分482Cおよび第4部分482Dには、第1制御端子46C,46Dが接合されており、第2支持部48Bの第3部分482Cおよび第4部分482Dには、第2制御端子47C,47Dが接合されている。
 第1支持部48Aの第5部分482Eは、ワイヤ74が接合され、ワイヤ74を介して、第1導電部2Aに導通する。第2支持部48Bの第5部分482Eは、ワイヤ74が接合され、ワイヤ74を介して、第2導電部2Bに導通する。図10に示すように、第1支持部48Aの第5部分482Eには、第1制御端子46Eが接合されており、第2支持部48Bの第5部分482Eには、第2制御端子47Eが接合されている。上記の各ワイヤ71~74は、たとえばボンディングワイヤである。各ワイヤ71~74の構成材料は、たとえばAu(金)、AlあるいはCuのいずれかを含む。
 第2金属層483は、図15、図16などに示すように、絶縁層481の下面に形成されている。第1支持部48Aの第2金属層483は、図15に示すように、接合材49を介して、第1導電部2Aに接合される。第2支持部48Bの第2金属層483は、図16に示すように、接合材49を介して、第2導電部2Bに接合される。
 第1導通部材5および第2導通部材6は、導電基板2とともに、複数の第1半導体素子10Aおよび複数の第2半導体素子10Bによってスイッチングされる主回路電流の経路を構成する。第1導通部材5および第2導通部材6は、主面201(導電基板2)からz2方向に離間し、かつ、平面視において主面201に重なる。本実施形態では、第1導通部材5および第2導通部材6はそれぞれ、金属製の板材により構成される。当該金属は、たとえばCuまたはCu合金である。具体的には、第1導通部材5および第2導通部材6は、適宜折り曲げられた金属製の板材である。
 第1導通部材5は、各第1半導体素子10Aの第2主面電極12(ソース電極)と、第1端子41および第2端子42とに接続され、各第1半導体素子10Aの第2主面電極12と第1端子41および第2端子42と導通させる。第1導通部材5は、複数の第1半導体素子10Aによってスイッチングされる主回路電流の経路を構成する。第1導通部材5は、x方向の最大寸法がたとえば25mm~40mmであり、y方向の最大寸法がたとえば30mm~45mmである。第1導通部材5は、図8および図9に示すように、第1配線部51、第2配線部52、第3配線部53および第4配線部54を含む。
 第1配線部51は、第1端部511、第2端部512、第1連結部513、第1部514および第2部515を有する。第1端部511は、第1端子41に接続される。第1端部511と第1端子41とは、導電性接合材59により接合される。第1配線部51は、平面視において、全体としてx方向に延びる帯状の部位である。
 第2端部512は、第1端部511に対してx方向に離れている。図8、図9などに示すように、第2端部512は、第1端部511に対して、x1方向に位置する。第1連結部513は、第1端部511と第2端部512との間に位置する。第1連結部513は、第1配線部51に対する第2配線部52(後述の第1帯状部521)の連結部位である。
 第1部514は、第1連結部513と第1端部511との間に位置し、第1端部511および第2部515の双方につながる。第1部514は、平面視において、第2導電部2Bと重なる。第2部515は、第1連結部513と第2端部512との間に位置し、第2端部512につながる。第2部515は、平面視において、第2導電部2Bおよび第1導電部2Aの双方と重なる。
 本実施形態では、第1部514は、第1主部514Aおよび第1延出部514Bを有する。第1主部514Aは、主面201(導電基板2)に対してz2方向に位置する。第1主部514Aは、平面視において第2導電部2B(導電基板2)と重なる。図20などに示すように、第1主部514Aは、主面201と平行である。図5、図6などに示すように、第1主部514Aは、x方向に見て第2部515と重なる。
 第1延出部514Bは、第1主部514Aに対してy2方向につながる。本実施形態では、図6に示すように、第1延出部514Bは、第1主部514Aに対してy2方向側から円弧状に張り出している。また、第1延出部514Bは、第1主部514Aに対してz1方向に屈曲している。
 図8に示すように、第1延出部514Bは、平面視において第2導電部2B(導電基板2)と重ならない。また、本実施形態では、図6に示すように、第1延出部514Bは、y方向に見て第2導電部2B(導電基板2)と重なる。
 図5、図8および図20などに示すように、第1部514(第1主部514A)は、第1開口514cを有する。第1開口514cは、平面視において部分的に切除された部位である。本実施形態では、第1開口514cは、平面視において第2導電部2B(導電基板2)の主面201に重なり、かつ、平面視において複数の第2半導体素子10Bに重ならない位置にある。第1開口514cは、平面視において、第2導電部2B(導電基板2)のy2方向寄りに設けられている。本実施形態において、第1開口514cは、第1主部514Aにおいてy1方向側端からy2方向に凹む円弧状の切欠きである。なお、第1開口514cの平面形状は限定されず、本実施形態のように切欠きであってもよく、本実施形態とは異なり孔であってもよい。
 図5および図8などに示すように、第2部515は、開口515aを有する。本実施形態では、第2部515は、2つの開口515aを有する。2つの開口515aは、x方向に離間する。x2方向側の開口515aは、平面視において第2導電部2B(導電基板2)の主面201に重なり、かつ、平面視において複数の第2半導体素子10Bに重ならない位置にある。x1方向側の開口515aは、平面視において第1導電部2A(導電基板2)の主面201に重なり、かつ、平面視において複数の第1半導体素子10Aに重ならない位置にある。開口515aは、平面視において、第2導電部2B(第1導電部2A)のy2方向寄りに設けられている。本実施形態において、開口515aは、第2部515においてy1方向側端からy2方向に凹む円弧状の切欠きである。なお、開口515aの平面形状は限定されず、本実施形態のように切欠きであってもよく、本実施形態とは異なり孔であってもよい。
 図9に示すように、第1延出部514Bは、第1開口514cに対応する位置にあり、y方向に見て第1開口514cと重なる。第1部514(第1主部514Aおよび第1延出部514B)は、y2方向に膨らむように湾曲している。図9、図20などから理解されるように、第1部514(第1主部514Aおよび第1延出部514B)において主回路電流の流れ方向に直交する方向の大きさである第1寸法L1は、第2部515において主回路電流の流れ方向に直交する方向の大きさである第2寸法L2よりも大である。ここで、第1部514(第1主部514Aおよび第1延出部514B)において主回路電流の流れ方向に「直交する方向の大きさ」とは、一つのみの方向に限定されず、折り曲げた部分(第1延出部514B)に沿った屈曲した方向(図20参照)や、湾曲させた部分に沿った湾曲した方向(図9参照)を含む。
 第2配線部52は、第1帯状部521および第2帯状部522を有する。第1帯状部521は、平面視において、y方向に延びる帯状の部位である。第1帯状部521は、第1端部511と第2端部512との間において第1配線部51に連結されている。第1帯状部521は、第1連結部513からy1方向に延びる。第1帯状部521は、平面視において複数の第2半導体素子10Bに重なる。
 第2配線部52は、少なくとも1つの第2帯状部522を有する。本実施形態では、第2配線部52は、複数(3つ)の第2帯状部522を有する。各第2帯状部522は、平面視においてx方向に延びる帯状である。複数の第2帯状部522は、y方向に離間しており、平行(あるいは略平行)に配置されている。複数の第2帯状部522はそれぞれ、平面視において、第1帯状部521のうちのy方向に隣接する2つの第2半導体素子10Bの間に一端がつながり、x1方向に延びる。
 第3配線部53は、第3端部531、第4端部532、第2連結部533、第3部534および第4部535を有する。第3端部531は、第2端子42に接続される。第3端部531と第2端子42とは、導電性接合材59により接合される。第3配線部53は、平面視において、全体としてx方向に延びる帯状の部位である。第1配線部51と第3配線部53とは、y方向に離間して配置されている。第3配線部53は、第1配線部51に対してy1方向に位置する。
 第4端部532は、第3端部531に対してx方向に離れている。図8、図9などに示すように、第4端部532は、第3端部531に対して、x1方向に位置する。第2連結部533は、第3端部531と第4端部532との間に位置する。第2連結部533は、第3配線部53に対する第2配線部52(第1帯状部521)の連結部位である。第1帯状部521は、第1端部511と第2端部512との間において第3配線部53に連結されている。
 第3部534は、第2連結部533と第3端部531との間に位置し、第3端部531および第4部535の双方につながる。第3部534は、平面視において、第2導電部2Bと重なる。第4部535は、第2連結部533と第4端部532との間に位置し、第4端部532につながる。第4部535は、平面視において、第2導電部2Bおよび第1導電部2Aの双方と重なる。
 本実施形態では、第3部534は、第2主部534Aおよび第2延出部534Bを有する。第2主部534Aは、主面201(導電基板2)に対してz2方向に位置する。第2主部534Aは、平面視において第2導電部2B(導電基板2)と重なる。図20などに示すように、第2主部534Aは、主面201と平行である。図5、図7などに示すように、第2主部534Aは、x方向に見て第4部535と重なる。
 第2延出部534Bは、第2主部534Aに対してy1方向につながる。本実施形態では、図7に示すように、第2延出部534Bは、第2主部534Aに対してy1方向側から円弧状に張り出している。また、第2延出部534Bは、第2主部534Aに対してz1方向に屈曲している。
 図8に示すように、第2延出部534Bは、平面視において第2導電部2B(導電基板2)と重ならない。また、本実施形態では、図7に示すように、第2延出部534Bは、y方向に見て第2導電部2B(導電基板2)と重なる。
 図5、図8および図20などに示すように、第3部534(第2主部534A)は、第2開口534cを有する。第2開口534cは、平面視において部分的に切除された部位である。本実施形態では、第2開口534cは、平面視において第2導電部2B(導電基板2)の主面201に重なり、かつ、平面視において複数の第2半導体素子10Bに重ならない位置にある。第2開口534cは、平面視において、第2導電部2B(導電基板2)のy1方向寄りに設けられている。本実施形態において、第2開口534cは、第2主部534Aにおいてy2方向側端からy1方向に凹む円弧状の切欠きである。なお、第2開口534cの平面形状は限定されず、本実施形態のように切欠きであってもよく、本実施形態とは異なり孔であってもよい。
 図5および図8などに示すように、第4部535は、開口535aを有する。本実施形態では、第4部535は、2つの開口535aを有する。2つの開口535aは、x方向に離間する。x2方向側の開口535aは、平面視において第2導電部2B(導電基板2)の主面201に重なり、かつ、平面視において複数の第2半導体素子10Bに重ならない位置にある。x1方向側の開口535aは、平面視において第1導電部2A(導電基板2)の主面201に重なり、かつ、平面視において複数の第1半導体素子10Aに重ならない位置にある。開口535aは、平面視において、第2導電部2B(第1導電部2A)のy1方向寄りに設けられている。本実施形態において、開口535aは、第4部535においてy2方向側端からy1方向に凹む円弧状の切欠きである。なお、開口535aの平面形状は限定されず、本実施形態のように切欠きであってもよく、本実施形態とは異なり孔であってもよい。
 図9に示すように、第2延出部534Bは、第2開口534cに対応する位置にあり、y方向に見て第2開口534cと重なる。第3部534(第2主部534Aおよび第2延出部534B)は、y1方向に膨らむように湾曲している。図9、図20などから理解されるように、第3部534(第2主部534Aおよび第2延出部534B)において主回路電流の流れ方向に直交する方向の大きさである第3寸法L3は、第4部535において主回路電流の流れ方向に直交する方向の大きさである第4寸法L4よりも大である。ここで、第3部534(第2主部534Aおよび第2延出部534B)において主回路電流の流れ方向に「直交する方向の大きさ」とは、一つのみの方向に限定されず、折り曲げた部分(第2延出部534B)に沿った屈曲した方向(図20参照)や、湾曲させた部分に沿った湾曲した方向(図9参照)を含む。
 本実施形態においては、図9に示すように、第1配線部51の第1部514および第3配線部53の第3部534は、y方向に見て、第2配線部52の第1帯状部521と重なる。
 第4配線部54は、第1配線部51(第2端部512)および第3配線部53(第4端部532)の双方に連結される。第4配線部54は、平面視においてy方向に延びる帯状の部位である。図8などから理解されるように、第4配線部54は、平面視において複数の第1半導体素子10Aに重なる。第4配線部54は、図18に示すように、各第1半導体素子10Aに接続される。第4配線部54は、複数の凹状領域541を有する。各凹状領域541は、図18に示すように、第4配線部54の他の部位よりもz1方向に突き出ている。本実施形態において、各凹状領域541には、スリット541aが形成されている。本実施形態では、図8、図18などに示すように、スリット541aは、凹状領域541のy方向における中央に位置し、x方向に延びる。各凹状領域541は、スリット541aを挟んでy方向に離れた2つの部位からなる。第4配線部54のうち各凹状領域541は、各第1半導体素子10Aに接合されている。第4配線部54の各凹状領域541と各第1半導体素子10Aの第2主面電極12とは、導電性接合材59を介して接合される。導電性接合材59の構成材料は特に限定されず、たとえばはんだ、金属ペースト材、あるいは、焼結金属などである。第4配線部54のうちy方向に隣接する2つの凹状領域541の間には、複数の第2帯状部522のx1方向側端がそれぞれ連結されている。
 第2導通部材6は、各第2半導体素子10Bの第2主面電極12(ソース電極)と第1導電部2Aとに接続され、各第2半導体素子10Bの第2主面電極12と第1導電部2Aとを導通させる。第2導通部材6は、複数の第2半導体素子10Bによってスイッチングされる主回路電流の経路を構成する。第2導通部材6は、図8および図10に示すように、主部61、複数の第1接続端部62および複数の第2接続端部63を含む。
 主部61は、x方向において、複数の第2半導体素子10Bと第1導電部2Aとの間に位置し、平面視においてy方向に延びる帯状の部位である。図17などに示すように、主部61は、第1導通部材5の第2配線部52(第2帯状部522)に対してz1方向に位置し、第2帯状部522よりも主面201(導電基板2)に近接する位置にある。主部61は、平面視において、複数の第2帯状部522と重なる。本実施形態では、図8、図10、図14などに示すように、主部61には、複数の開口611が形成される。複数の開口611はそれぞれ、たとえばz方向に貫通する貫通孔である。複数の開口611は、y2方向に間隔を隔てて並ぶ。各開口611は、平面視において、第2帯状部522に重ならない。複数の開口611は、封止樹脂8を形成するために流動性の樹脂材料を注入する際に、主部61(第2導通部材6)の付近において上側(z2方向側)と下側(z1方向側)との間で樹脂材料を流動しやすくするために形成される。主部61(第2導通部材6)の形状は、本構成に限定されず、たとえば開口611が形成されていなくてもよい。
 複数の第1接続端部62および複数の第2接続端部63はそれぞれ、主部61につながっており、複数の第2半導体素子10Bに対応して配置される。図14、図19などに示すように、各第1接続端部62とこれに対応するいずれかの第2半導体素子10Bの第2主面電極12と、および、各第2接続端部63と第1導電部2Aとは、それぞれ導電性接合材69を介して接合される。導電性接合材69の構成材料は特に限定されず、たとえばはんだ、金属ペースト材、あるいは、焼結金属などである。なお、本実施形態において、各第1接続端部62には開口621が形成される。開口621は、平面視において第2半導体素子10Bの中央部に重なって形成されることが好ましい。開口621は、たとえばz方向に貫通する貫通孔である。開口621は、たとえば導電基板2に対して第2導通部材6を位置決めする際に使用される。
 封止樹脂8は、複数の第1半導体素子10Aと、複数の第2半導体素子10Bと、導電基板2と、支持基板3(底面302を除く)と、第1端子41、第2端子42、複数の第3端子43、および第4端子44の一部ずつと、複数の制御端子45の一部ずつと、制御端子支持体48と、第1導通部材5と、第2導通部材6と、複数のワイヤ71~ワイヤ74と、をそれぞれ覆っている。封止樹脂8は、たとえば黒色のエポキシ樹脂で構成される。封止樹脂8は、たとえばモールド成形により形成される。封止樹脂8は、たとえばx方向の寸法が35mm~60mm程度であり、たとえばy方向の寸法が35mm~50mm程度であり、たとえばz方向の寸法が4mm~15mm程度である。これらの寸法は、各方向に沿う最大部分の大きさである。封止樹脂8は、樹脂主面81、樹脂裏面82および複数の樹脂側面831~834を有する。
 樹脂主面81と樹脂裏面82とは、図11、図13および図18などに示すように、z方向に離間する。樹脂主面81は、z2方向を向き、樹脂裏面82は、z1方向を向く。樹脂主面81から複数の制御端子45(複数の第1制御端子46A~46Eおよび複数の第2制御端子47A~47E)が突き出ている。樹脂裏面82は、図12に示すように、平面視において支持基板3の底面302(第2金属層33の下面)を囲む枠状である。支持基板3の底面302は、樹脂裏面82から露出し、たとえば樹脂裏面82と面一である。複数の樹脂側面831~834はそれぞれ、樹脂主面81および樹脂裏面82の双方につながり、かつ、z方向においてこれらに挟まれている。図4などに示すように、樹脂側面831と樹脂側面832とはx方向に離間する。樹脂側面831はx1方向を向き、樹脂側面832は、x2方向を向く。樹脂側面831から2つの第3端子43が突き出ており、樹脂側面832から第1端子41、第2端子42および第4端子44が突き出ている。図4などに示すように、樹脂側面833と樹脂側面834とは、y方向に離間する。樹脂側面833は、y1方向を向き、樹脂側面834は、y2方向を向く。
 樹脂側面832には、図4に示すように、複数の凹部832aが形成されている。各凹部832aは、平面視においてx方向に窪んだ部位である。複数の凹部832aは、平面視において第1端子41と第4端子44との間に形成されたものと、第2端子42と第4端子44との間に形成されたものとがある。複数の凹部832aは、第1端子41と第4端子44との樹脂側面832に沿う沿面距離、および、第2端子42と第4端子44との樹脂側面832に沿う沿面距離を大きくするために設けられている。
 封止樹脂8は、図13および図14などに示すように、複数の第1突出部851、複数の第2突出部852および樹脂空隙部86を有する。
 複数の第1突出部851はそれぞれ、樹脂主面81からz方向に突出している。複数の第1突出部851は、平面視において封止樹脂8の四隅付近に配置されている。各第1突出部851の先端(z2方向の端部)には、第1突出端面851aが形成されている。複数の第1突出部851における各第1突出端面851aは、樹脂主面81と平行(あるいは略平行)であり、かつ、同一平面(x-y平面)上にある。各第1突出部851は、たとえば有底中空の円錐台状である。複数の第1突出部851は、半導体装置A1によって生成された電源を利用する機器において、その機器が有する制御用の回路基板などに半導体装置A1が搭載される際に、スペーサーとして利用される。複数の第1突出部851は、それぞれ、凹部851bと、当該凹部851bに形成された内壁面851cとを有する。各第1突出部851の形状は柱状であればよく、円柱状であることが好ましい。凹部851bの形状は円柱状であって、平面視において内壁面851cは単一の真円状であることが好ましい。
 半導体装置A1は、制御用の回路基板などに対して、ねじ止めなどの方法によって機械的に固定される場合がある。この場合には、複数の第1突出部851における凹部851bの内壁面851cに、めねじのねじ山を形成することができる。複数の第1突出部851における凹部851bにインサートナットを埋め込んでもよい。
 複数の第2突出部852は、図14などに示すように、樹脂主面81からz方向に突出している。複数の第2突出部852は、平面視において複数の制御端子45に重なる。複数の制御端子45の各金属ピン452は、各第2突出部852から突き出ている。各第2突出部852は、円錐台状である。第2突出部852は、各制御端子45において、ホルダ451と金属ピン452の一部とを覆う。
 樹脂空隙部86は、図13、図20に示すように、z方向において、樹脂主面81から、導電基板2の主面201に通じる。樹脂空隙部86は、樹脂主面81から主面201にz方向に向かうにつれて断面積が小さくなるテーパー状に形成されている。樹脂空隙部86は、封止樹脂8のモールド成形時に形成され、当該モールド成形時に封止樹脂8が形成されない部分である。
 図示説明は省略するが、樹脂空隙部86は、たとえば封止樹脂8のモールド成形の際、押さえ部材が占めていたことによって流動性の樹脂材料が充填されなかったことで形成される。当該押さえ部材は、モールド成形の際に導電基板2の主面201へ押圧力を与えるものであり、第1導通部材5の第1開口514c、開口515a、第2開口534cおよび開口535aに挿通される。これにより、第1導通部材5に干渉することなく上記の押さえ部材により導電基板2を押さえることができ、導電基板2が接合される支持基板3の反りを抑制することができる。
 本実施形態において、図13、図20に示すように、半導体装置A1は、樹脂充填部88を備える。樹脂充填部88は、樹脂空隙部86を埋めるように、樹脂空隙部86に充填されている。樹脂充填部88は、たとえば封止樹脂8と同様にエポキシ樹脂からなるが、封止樹脂8と異なる材料であってもよい。
 次に、本実施形態の作用について説明する。
 半導体装置A1は、複数の第1半導体素子10A、導電基板2、第1端子41および第1導通部材5を備える。第1導通部材5は、複数の第1半導体素子10Aによってスイッチングされる主回路電流の経路を構成し、複数の第1半導体素子10Aと第1端子41とに接続される。第1導通部材5は、第1配線部51および第2配線部52を含む。第1配線部51は、第1端子41に接続された第1端部511と、第1端部511に対してx方向に離れた第2端部512と、を有する。第2配線部52(第2帯状部522)は、第1端部511と第2端部512との間において第1配線部51に連結されている。第1配線部51は、第1部514および第2部515を有する。第1部514は、第2配線部52(第2帯状部522)の連結部位である第1連結部513と第1端部511との間に位置し、第2部515は、第1連結部513と第2端部512との間に位置する。
 第1導通部材5を流れる主回路電流は、複数の第1半導体素子10Aから第1端子41に向けて流れる。本実施形態では、第1導通部材5における主回路電流は、第1配線部51の第2部515と第2配線部52(第1帯状部521)とに分散して流れる。第2部515を流れる電流と第2配線部52(第1帯状部521)を流れる電流とは、第1連結部513において合流し、その合流した電流が第1端子41に向けて第1部514を流れる。第1部514において主回路電流の流れ方向に直交する方向の大きさ(第1寸法L1)は、第2部515において主回路電流の流れ方向に直交する方向の大きさ(第2寸法L2)よりも大である。このような構成によれば、合流後の電流が流れる第1部514の断面積は合流前の電流が流れる第2部515の断面積よりも増加しており、合流後の第1部514において電流密度の増加を抑制することができる。これにより、半導体装置A1(複数の第1半導体素子10A)に大電流を流す場合であっても、合流後の第1部514における自己発熱が抑制される。したがって、半導体装置A1は、大電流を流す上で好ましい構造である。
 第2配線部52は、第1連結部513からy方向に延びる第1帯状部521を含む。第1導通部材5は、第1帯状部521に対してy1方向に位置する第3配線部53を含む。導電基板2に対して、x2方向に第2端子42が配置されている。第3配線部53は、第2端子42に接続された第3端部531と、第3端部531に対してx方向に離れた第4端部532と、を有する。第2帯状部522は、第3端部531と第4端部532との間において第3配線部53に連結されている。第3配線部53は、第3部534および第4部535を有する。第3部534は、第2帯状部522の連結部位である第2連結部533と第3端部531との間に位置し、第4部535は、第2連結部533と第4端部532との間に位置する。第1導通部材5における主回路電流は、第1配線部51の第2部515と、第3配線部53の第4部535と、第2配線部52(第1帯状部521)とに分散して流れる。第4部535を流れる電流と第2配線部52(第1帯状部521)を流れる電流とは、第2連結部533において合流し、その合流した電流が第2端子42に向けて第3部534を流れる。第3部534において主回路電流の流れ方向に直交する方向の大きさ(第3寸法L3)は、第4部535において主回路電流の流れ方向に直交する方向の大きさ(第4寸法L4)よりも大である。このような構成によれば、合流後の電流が流れる第3部534の断面積は合流前の電流が流れる第4部535の断面積よりも増加しており、合流後の第3部534において電流密度の増加を抑制することができる。これにより、半導体装置A1(複数の第1半導体素子10A)に大電流を流す場合であっても、分散する電流経路を増やしつつ、合流後の第1部514および第3部534の双方における自己発熱が抑制される。したがって、半導体装置A1は、大電流を流す上で、より好ましい構造である。
 第1配線部51の第1部514は、第1主部514Aおよび第1延出部514Bを有する。第1主部514Aは、主面201と平行であり、x方向に見て第2部515と重なる。第1延出部514Bは、第1主部514Aに対してy2方向につながる。第3配線部53の第3部534は、第2主部534Aおよび第2延出部534Bを有する。第2主部534Aは、主面201と平行であり、x方向に見て第4部535と重なる。第2延出部534Bは、第2主部534Aに対してy1方向につながる。このような構成によれば、第1部514(第1配線部51)および第3部534(第3配線部53)の主面201(導電基板2)からの距離が大きくなることは抑制される。したがって、半導体装置A1の小型化を図ることができる。
 第1配線部51の第1部514および第3配線部53の第3部534は、y方向に見て、第2配線部52の第1帯状部521と重なる。このような構成によれば、第1配線部51において第1連結部513付近の電流合流部、および第3配線部53において第2連結部533付近の電流合流部の双方の断面積を適切に大きくすることができる。これにより、電流合流後の第1部514および第3部534の双方の電流密度の増加は的確に抑制される。このような構成の半導体装置A1は、大電流を流す上でより好ましい。
 第1延出部514Bは、第1主部514Aから屈曲してz1方向に延びる。第2延出部534Bは、第2主部534Aから屈曲してz1方向に延びる。このような構成によれば、第1延出部514Bおよび第2延出部534Bを設けることで第1部514および第3部534の断面積を増加させても、第1導通部材5のz方向の寸法およびy方向の寸法が大きくなるのを防止できる。このような構成の半導体装置A1は、小型化を図ることができるとともに、大電流を流す上でも好ましい構造である。
 第1主部514Aおよび第2主部534Aは、平面視において第2導電部2B(導電基板2)と重なる。第1延出部514Bおよび第2延出部534Bは、平面視において第2導電部2B(導電基板2)と重ならず、y方向に見て第2導電部2B(導電基板2)と重なる。このような構成によれば、第1部514(第1主部514Aおよび第1延出部514B)および第3部534(第2主部534Aおよび第2延出部534B)の断面積をより増加させつつ、半導体装置A1の小型化を図ることが可能である。
 図21は、第1実施形態の第1変形例に係る半導体装置を示している。図21は、上記実施形態において示した図8と同様の平面図である。なお、図21以降の図面において、上記実施形態の半導体装置A1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おり、適宜説明を省略する。
 本変形例の半導体装置A2においては、第1導通部材5の構成が上記実施形態と異なっており、主に第1部514(第1配線部51)および第3部534(第3配線部53)の構成が異なる。第1部514は、屈曲状の第1延出部514Bを有しておらず、第3部534についても第2延出部534Bを有さない。また、第1配線部51および第3配線部53は、第1開口514c、開口515a、第2開口534cおよび開口535aを有さない。複数の制御端子45については、省略している。
 半導体装置A2において、第1導通部材5を流れる主回路電流は、複数の第1半導体素子10Aから第1端子41に向けて流れる。第1導通部材5における主回路電流は、第1配線部51の第2部515と第2配線部52(第1帯状部521)とに分散して流れる。第2部515を流れる電流と第2配線部52(第1帯状部521)を流れる電流とは、第1連結部513において合流し、その合流した電流が第1端子41に向けて第1部514を流れる。第1部514において主回路電流の流れ方向に直交する方向の大きさ(第1寸法L1)は、第2部515において主回路電流の流れ方向に直交する方向の大きさ(第2寸法L2)よりも大である。このような構成によれば、合流後の電流が流れる第1部514の断面積は合流前の電流が流れる第2部515の断面積よりも増加しており、合流後の第1部514において電流密度の増加を抑制することができる。これにより、半導体装置A2(複数の第1半導体素子10A)に大電流を流す場合であっても、合流後の第1部514における自己発熱が抑制される。したがって、半導体装置A2は、大電流を流す上で好ましい構造である。その他にも、上記実施形態の半導体装置A1と同様の構成の範囲において、上記実施形態と同様の作用効果を奏する。
 図22は、第1実施形態の第2変形例に係る半導体装置を示している。図22は、上記実施形態において示した図8と同様の平面図である。
 本変形例の半導体装置A3においては、第1導通部材5の構成が上記実施形態と大きく異なり、これに伴い種々の変更が加えられている。本変形例の第1導通部材5は、上記実施形態と異なり、第3配線部53を有さない。また、半導体装置A3は、上記実施形態の第2端子42を具備せず、3つの第1半導体素子10Aおよび3つの第2半導体素子10Bを備える。第1配線部51は、第1開口514cおよび開口515aを有さない。複数の制御端子45については、省略している。
 半導体装置A3において、第1導通部材5を流れる主回路電流は、複数の第1半導体素子10Aから第1端子41に向けて流れる。第1導通部材5における主回路電流は、第1配線部51の第2部515と第2配線部52(第1帯状部521)とに分散して流れる。第2部515を流れる電流と第2配線部52(第1帯状部521)を流れる電流とは、第1連結部513において合流し、その合流した電流が第1端子41に向けて第1部514を流れる。第1部514において主回路電流の流れ方向に直交する方向の大きさ(第1寸法L1)は、第2部515において主回路電流の流れ方向に直交する方向の大きさ(第2寸法L2)よりも大である。このような構成によれば、合流後の電流が流れる第1部514の断面積は合流前の電流が流れる第2部515の断面積よりも増加しており、合流後の第1部514において電流密度の増加を抑制することができる。これにより、半導体装置A3(複数の第1半導体素子10A)に大電流を流す場合であっても、合流後の第1部514における自己発熱が抑制される。したがって、半導体装置A3は、大電流を流す上で好ましい構造である。その他にも、上記実施形態の半導体装置A1と同様の構成の範囲において、上記実施形態と同様の作用効果を奏する。
 図23は、第1実施形態の第3変形例に係る半導体装置を示している。図23は、上記実施形態において示した図5と同様の平面図である。
 本変形例の半導体装置A4においては、第3端子43の数が1つである。第3端子43は、第1導電部2Aのy方向における中央部分につながっている。本変形例における第3端子43のy方向の寸法は、上記実施形態の半導体装置A1における各第3端子43のy方向の寸法と同程度でもよいし、当該各第3端子43のy方向の寸法より大であってもよい。半導体装置A4において、第3端子43以外の構成は半導体装置A1と同一である。
 半導体装置A4において、第1導通部材5を流れる主回路電流は、複数の第1半導体素子10Aから第1端子41に向けて流れる。第1導通部材5における主回路電流は、第1配線部51の第2部515と第2配線部52(第1帯状部521)とに分散して流れる。第2部515を流れる電流と第2配線部52(第1帯状部521)を流れる電流とは、第1連結部513において合流し、その合流した電流が第1端子41に向けて第1部514を流れる。第1部514において主回路電流の流れ方向に直交する方向の大きさ(第1寸法L1)は、第2部515において主回路電流の流れ方向に直交する方向の大きさ(第2寸法L2)よりも大である。このような構成によれば、合流後の電流が流れる第1部514の断面積は合流前の電流が流れる第2部515の断面積よりも増加しており、合流後の第1部514において電流密度の増加を抑制することができる。これにより、半導体装置A4(複数の第1半導体素子10A)に大電流を流す場合であっても、合流後の第1部514における自己発熱が抑制される。したがって、半導体装置A4は、大電流を流す上で好ましい構造である。その他にも、上記実施形態の半導体装置A1と同様の作用効果を奏する。
 本開示に係る半導体装置は、上述した実施形態に限定されるものではない。本開示に係る半導体装置の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。
 本開示は、以下の付記に記載した実施形態を含む。
 付記1.
 厚さ方向の一方側を向く主面、および前記主面とは反対側を向く裏面を有する導電基板と、
 前記主面に電気的に接合され、スイッチング機能を有する複数の第1半導体素子と、
 前記導電基板に対し、前記厚さ方向に対して直交する第1方向の一方側に配置された第1端子と、
 前記複数の第1半導体素子によってスイッチングされる主回路電流の経路を構成し、前記複数の第1半導体素子と前記第1端子とに接続された第1導通部材と、を備え、
 前記第1導通部材は、第1配線部および第2配線部を含み、
 前記第1配線部は、前記第1端子に接続された第1端部と、前記第1端部に対して前記第1方向に離れた第2端部と、を有し、
 前記第2配線部は、前記第1端部と前記第2端部との間において前記第1配線部に連結されており、
 前記第1配線部は、前記第1配線部に対する前記第2配線部の連結部位である第1連結部と前記第1端部との間に位置する第1部と、前記第1連結部と前記第2端部との間に位置する第2部と、を有し、
 前記第1部において前記主回路電流の流れ方向に直交する方向の大きさである第1寸法は、前記第2部において前記主回路電流の流れ方向に直交する方向の大きさである第2寸法よりも大である、半導体装置。
 付記2.
 前記第1導通部材は、金属製の板材により構成されており、
 前記第1配線部は、前記第1方向に延びており、
 前記第2配線部は、前記第1連結部から前記厚さ方向および前記第1方向の双方に直交する前記第2方向に延びる第1帯状部を含む、付記1に記載の半導体装置。
 付記3.
 第2端子をさらに備え、
 前記第1配線部は、前記第1帯状部に対して前記第2方向の一方側に位置し、
 前記第1導通部材は、前記第1帯状部に対して前記第2方向の他方側に位置し、かつ前記第1方向に延びる第3配線部を含み、
 前記第2端子は、前記導電基板に対して第1方向の一方側に配置され、かつ前記第3配線部が接続されており、
 前記第3配線部は、前記第2端子に接続された第3端部と、前記第3端部に対して前記第1方向に離れた第4端部と、を有し、
 前記第1帯状部は、前記第3端部と前記第4端部との間において前記第3配線部に連結されており、
 前記第3配線部は、前記第3配線部に対する前記第1帯状部の連結部位である第2連結部と前記第3端部との間に位置する第3部と、前記第2連結部と前記第4端部との間に位置する第4部と、を有し、
 前記第3部において前記主回路電流の流れ方向に直交する方向の大きさである第3寸法は、前記第4部において前記主回路電流の流れ方向に直交する方向の大きさである第4寸法よりも大である、付記2に記載の半導体装置。
 付記4.
 前記第2配線部は、前記第1帯状部につながり、前記第1帯状部から前記第1方向の他方側に延びる少なくとも1つの第2帯状部を含む、付記3に記載の半導体装置。
 付記5.
 前記第1部は、前記主面に対して前記厚さ方向の一方側に位置する第1主部と、前記第1主部に対して前記第2方向の一方側につながる第1延出部と、を有し、
 前記第1主部は、前記主面と平行であり、かつ前記第1方向に見て前記第2部と重なっており、
 前記第3部は、前記主面に対して前記厚さ方向の一方側に位置する第2主部と、前記第2主部に対して前記第2方向の他方側につながる第2延出部と、を有し、
 前記第2主部は、前記主面と平行であり、かつ前記第1方向に見て前記第4部と重なる、付記4に記載の半導体装置。
 付記6.
 前記第1部および前記第3部は、前記第2方向に見て前記第1帯状部と重なる、付記5に記載の半導体装置。
 付記7.
 前記第1延出部は、前記第1主部から屈曲して前記厚さ方向の他方側に延びており、
 前記第2延出部は、前記第2主部から屈曲して前記厚さ方向の他方側に延びる、付記5または6に記載の半導体装置。
 付記8.
 前記第1主部および前記第2主部は、前記厚さ方向に見て前記導電基板と重なり、
 前記第1延出部および前記第2延出部は、前記厚さ方向に見て前記導電基板と重ならない、付記7に記載の半導体装置。
 付記9.
 前記第1延出部および前記第2延出部は、前記第2方向に見て前記導電基板と重なる、付記8に記載の半導体装置。
 付記10.
 前記厚さ方向の一方側を向く支持面を有し、前記裏面が前記支持面に対向するように前記導電基板が接合された支持基板と、
 前記主面と同じ側を向く樹脂主面および前記樹脂主面とは反対側を向く樹脂裏面を有し、前記支持基板の少なくとも一部、前記導電基板の少なくとも一部、前記複数の第1半導体素子および前記第1導通部材を覆う封止樹脂と、をさらに備え、
 前記第1主部は、前記厚さ方向に見て前記第1延出部に対して前記第2方向の他方側に位置する第1開口を有し、
 前記第2主部は、前記厚さ方向に見て前記第2延出部に対して前記第2方向の一方側に位置する第2開口を有する、付記8または9に記載の半導体装置。
 付記11.
 前記第1開口は、前記第1主部において前記第2方向の他方側端から前記第2方向の一方側に凹む円弧状の切欠きであり、
 前記第1延出部は、前記第1主部に対して前記第2方向の一方側から円弧状に張り出しており、
 前記第2開口は、前記第2主部において前記第2方向の一方側端から前記第2方向の他方側に凹む円弧状の切欠きであり、
 前記第2延出部は、前記第2主部に対して前記第2方向の他方側から円弧状に張り出している、付記10に記載の半導体装置。
 付記12.
 前記複数の第1半導体素子は、前記第2方向に間隔を隔てて配置されており、
 前記第1導通部材は、前記第2端部および前記第4端部の双方に連結され、かつ第2方向に延びる第4配線部を含み、
 前記第4配線部は、前記複数の第1半導体素子に接続されており、
 前記第4配線部には、前記第2帯状部の前記第1方向の他方側端が連結されている、付記4ないし11のいずれかに記載の半導体装置。
 付記13.
 前記導電基板は、前記第1方向の他方側および一方側に互いに離間して配置された第1導電部および第2導電部を含み、
 前記複数の第1半導体素子は、前記第1導電部に電気的に接合されており、
 前記第1導電部に接続された第3端子と、
 前記第2導電部に電気的に接合され、スイッチング機能を有する複数の第2半導体素子と、
 前記複数の第2半導体素子と前記第1導電部とに接続され、金属製の板材により構成された第2導通部材と、
 前記第2導電部に接続された第4端子と、を備える、付記12に記載の半導体装置。
 付記14.
 前記第2導通部材は、前記厚さ方向に見て前記第2帯状部と重なる、付記13に記載の半導体装置。
 付記15.
 前記複数の第2半導体素子は、前記第2方向に間隔を隔てて配置されており、
 前記複数の第1半導体素子と前記複数の第2半導体素子とは、前記第1方向に見て互いに重なる、付記14に記載の半導体装置。
A1,A2,A3,A4:半導体装置   10A:第1半導体素子
10B:第2半導体素子   101:素子主面
102:素子裏面   11:第1主面電極
12:第2主面電極   13:第3主面電極
15:裏面電極   17:サーミスタ
19:導電性接合材   2:導電基板
2A:第1導電部   2B:第2導電部
201:主面   202:裏面   29:導電性接合材
3:支持基板   301:支持面   302:底面
31:絶縁層   32:第1金属層   32A:第1部分
32B:第2部分   321:第1接合層   33:第2金属層
41:第1端子   42:第2端子   43:第3端子
44:第4端子   45:制御端子   451:ホルダ
452:金属ピン   459:導電性接合材
46A,46B,46C,46D,46E:第1制御端子
47A,47B,47C,47D,47E:第2制御端子
48:制御端子支持体   481:絶縁層   482:第1金属層
482A:第1部分   482B:第2部分
482C:第3部分   482D:第4部分
482E:第5部分   482F:第6部分
483:第2金属層   49:接合材
5:第1導通部材   51:第1配線部
511:第1端部   512:第2端部
513:第1連結部   514:第1部
514A:第1主部   514B:第1延出部
514c:第1開口   515:第2部   515a:開口
52:第2配線部   521:第1帯状部
522:第2帯状部   53:第3配線部
531:第3端部   532:第4端部
533:第2連結部   534:第3部
534A:第2主部   534B:第2延出部
534c:第2開口   535:第4部   535a:開口
54:第4配線部   541:凹状領域   541a:スリット
59:導電性接合材   6:第2導通部材   61:主部
611:開口   62:第1接続端部   621:開口6
63:第2接続端部   69:導電性接合材
71,72,73,74:ワイヤ   8:封止樹脂
81:樹脂主面   82:樹脂裏面
831,832:樹脂側面   832a:凹部
833,834:樹脂側面   851:第1突出部
851a:第1突出端面   851b:凹部
851c:内壁面   852:第2突出部   86:樹脂空隙部
88:樹脂充填部  L1:第1寸法   L2:第2寸法
L3:第3寸法   L4:第4寸法

Claims (15)

  1.  厚さ方向の一方側を向く主面、および前記主面とは反対側を向く裏面を有する導電基板と、
     前記主面に電気的に接合され、スイッチング機能を有する複数の第1半導体素子と、
     前記導電基板に対し、前記厚さ方向に対して直交する第1方向の一方側に配置された第1端子と、
     前記複数の第1半導体素子によってスイッチングされる主回路電流の経路を構成し、前記複数の第1半導体素子と前記第1端子とに接続された第1導通部材と、を備え、
     前記第1導通部材は、第1配線部および第2配線部を含み、
     前記第1配線部は、前記第1端子に接続された第1端部と、前記第1端部に対して前記第1方向に離れた第2端部と、を有し、
     前記第2配線部は、前記第1端部と前記第2端部との間において前記第1配線部に連結されており、
     前記第1配線部は、前記第1配線部に対する前記第2配線部の連結部位である第1連結部と前記第1端部との間に位置する第1部と、前記第1連結部と前記第2端部との間に位置する第2部と、を有し、
     前記第1部において前記主回路電流の流れ方向に直交する方向の大きさである第1寸法は、前記第2部において前記主回路電流の流れ方向に直交する方向の大きさである第2寸法よりも大である、半導体装置。
  2.  前記第1導通部材は、金属製の板材により構成されており、
     前記第1配線部は、前記第1方向に延びており、
     前記第2配線部は、前記第1連結部から前記厚さ方向および前記第1方向の双方に直交する前記第2方向に延びる第1帯状部を含む、請求項1に記載の半導体装置。
  3.  第2端子をさらに備え、
     前記第1配線部は、前記第1帯状部に対して前記第2方向の一方側に位置し、
     前記第1導通部材は、前記第1帯状部に対して前記第2方向の他方側に位置し、かつ前記第1方向に延びる第3配線部を含み、
     前記第2端子は、前記導電基板に対して第1方向の一方側に配置され、かつ前記第3配線部が接続されており、
     前記第3配線部は、前記第2端子に接続された第3端部と、前記第3端部に対して前記第1方向に離れた第4端部と、を有し、
     前記第1帯状部は、前記第3端部と前記第4端部との間において前記第3配線部に連結されており、
     前記第3配線部は、前記第3配線部に対する前記第1帯状部の連結部位である第2連結部と前記第3端部との間に位置する第3部と、前記第2連結部と前記第4端部との間に位置する第4部と、を有し、
     前記第3部において前記主回路電流の流れ方向に直交する方向の大きさである第3寸法は、前記第4部において前記主回路電流の流れ方向に直交する方向の大きさである第4寸法よりも大である、請求項2に記載の半導体装置。
  4.  前記第2配線部は、前記第1帯状部につながり、前記第1帯状部から前記第1方向の他方側に延びる少なくとも1つの第2帯状部を含む、請求項3に記載の半導体装置。
  5.  前記第1部は、前記主面に対して前記厚さ方向の一方側に位置する第1主部と、前記第1主部に対して前記第2方向の一方側につながる第1延出部と、を有し、
     前記第1主部は、前記主面と平行であり、かつ前記第1方向に見て前記第2部と重なっており、
     前記第3部は、前記主面に対して前記厚さ方向の一方側に位置する第2主部と、前記第2主部に対して前記第2方向の他方側につながる第2延出部と、を有し、
     前記第2主部は、前記主面と平行であり、かつ前記第1方向に見て前記第4部と重なる、請求項4に記載の半導体装置。
  6.  前記第1部および前記第3部は、前記第2方向に見て前記第1帯状部と重なる、請求項5に記載の半導体装置。
  7.  前記第1延出部は、前記第1主部から屈曲して前記厚さ方向の他方側に延びており、
     前記第2延出部は、前記第2主部から屈曲して前記厚さ方向の他方側に延びる、請求項5または6に記載の半導体装置。
  8.  前記第1主部および前記第2主部は、前記厚さ方向に見て前記導電基板と重なり、
     前記第1延出部および前記第2延出部は、前記厚さ方向に見て前記導電基板と重ならない、請求項7に記載の半導体装置。
  9.  前記第1延出部および前記第2延出部は、前記第2方向に見て前記導電基板と重なる、請求項8に記載の半導体装置。
  10.  前記厚さ方向の一方側を向く支持面を有し、前記裏面が前記支持面に対向するように前記導電基板が接合された支持基板と、
     前記主面と同じ側を向く樹脂主面および前記樹脂主面とは反対側を向く樹脂裏面を有し、前記支持基板の少なくとも一部、前記導電基板の少なくとも一部、前記複数の第1半導体素子および前記第1導通部材を覆う封止樹脂と、をさらに備え、
     前記第1主部は、前記厚さ方向に見て前記第1延出部に対して前記第2方向の他方側に位置する第1開口を有し、
     前記第2主部は、前記厚さ方向に見て前記第2延出部に対して前記第2方向の一方側に位置する第2開口を有する、請求項8または9に記載の半導体装置。
  11.  前記第1開口は、前記第1主部において前記第2方向の他方側端から前記第2方向の一方側に凹む円弧状の切欠きであり、
     前記第1延出部は、前記第1主部に対して前記第2方向の一方側から円弧状に張り出しており、
     前記第2開口は、前記第2主部において前記第2方向の一方側端から前記第2方向の他方側に凹む円弧状の切欠きであり、
     前記第2延出部は、前記第2主部に対して前記第2方向の他方側から円弧状に張り出している、請求項10に記載の半導体装置。
  12.  前記複数の第1半導体素子は、前記第2方向に間隔を隔てて配置されており、
     前記第1導通部材は、前記第2端部および前記第4端部の双方に連結され、かつ第2方向に延びる第4配線部を含み、
     前記第4配線部は、前記複数の第1半導体素子に接続されており、
     前記第4配線部には、前記第2帯状部の前記第1方向の他方側端が連結されている、請求項4ないし11のいずれかに記載の半導体装置。
  13.  前記導電基板は、前記第1方向の他方側および一方側に互いに離間して配置された第1導電部および第2導電部を含み、
     前記複数の第1半導体素子は、前記第1導電部に電気的に接合されており、
     前記第1導電部に接続された第3端子と、
     前記第2導電部に電気的に接合され、スイッチング機能を有する複数の第2半導体素子と、
     前記複数の第2半導体素子と前記第1導電部とに接続され、金属製の板材により構成された第2導通部材と、
     前記第2導電部に接続された第4端子と、を備える、請求項12に記載の半導体装置。
  14.  前記第2導通部材は、前記厚さ方向に見て前記第2帯状部と重なる、請求項13に記載の半導体装置。
  15.  前記複数の第2半導体素子は、前記第2方向に間隔を隔てて配置されており、
     前記複数の第1半導体素子と前記複数の第2半導体素子とは、前記第1方向に見て互いに重なる、請求項14に記載の半導体装置。
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