WO2023181957A1 - 半導体装置 - Google Patents
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Classifications
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- H—ELECTRICITY
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
Definitions
- the present disclosure relates to a semiconductor device.
- Patent Document 1 discloses an example of a semiconductor device (power module) in which a plurality of semiconductor elements are bonded to a conductor layer.
- the semiconductor device includes a plurality of connection metal members (conducting members) joined to a conductor layer and a plurality of semiconductor elements. This allows a larger current to flow through the plurality of semiconductor elements.
- any of the plurality of connecting metal members may rotate relative to the electrode of the semiconductor element to be bonded.
- the connecting metal member rotates, shear stress is generated at the interface between the electrode of the semiconductor element and the connecting metal member.
- the shear stress increases.
- the shear stress concentrates on the semiconductor element, which may cause problems such as cracks in the semiconductor element.
- An object of the present disclosure is to provide a semiconductor device that is improved over the conventional semiconductor device. Particularly, in view of the above circumstances, one object of the present disclosure is to provide a semiconductor device that can suppress rotation of a conductive member with respect to a semiconductor element during manufacturing of the device.
- a semiconductor device provided by one aspect of the present disclosure includes a semiconductor element, a first lead separated from the semiconductor element, a conductive member that connects the semiconductor element and the first lead, and a conductive member that connects the semiconductor element and the first lead. and a first bonding layer that electrically connects the conductive member.
- the first lead has a bonding surface facing in a first direction and a recessed portion recessed from the bonding surface.
- the conductive member includes a first joint portion facing the joint surface, and a first protrusion protruding from the first joint portion. At least a portion of the first bonding layer is accommodated in the recess, and when viewed in the first direction, the first protrusion overlaps the first bonding layer accommodated in the recess.
- FIG. 1 is a plan view of a semiconductor device according to a first embodiment of the present disclosure, through which a sealing resin is seen.
- FIG. 2 is a plan view corresponding to FIG. 1, and further shows the conductive member, the first bonding layer, and the second bonding layer.
- FIG. 3 is a bottom view of the semiconductor device shown in FIG. 1.
- 4 is a right side view of the semiconductor device shown in FIG. 1.
- FIG. 5 is a rear view of the semiconductor device shown in FIG. 1.
- FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line VI-VI in FIG.
- FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line VII-VII in FIG.
- FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line VIII-VIII in FIG.
- FIG. 9 is a partially enlarged view of FIG. 6.
- FIG. 10 is a perspective view of a conductive member included in the semiconductor device shown in FIG.
- FIG. 11 is a partially enlarged view of FIG. 1.
- FIG. 12 is a sectional view taken along line XII-XII in FIG. 11.
- FIG. 13 is a cross-sectional view taken along line XIII-XIII in FIG. 11.
- FIG. 14 is a sectional view taken along line XIV-XIV in FIG. 11.
- FIG. 15 is a partially enlarged sectional view of a modification of the semiconductor device shown in FIG.
- FIG. 16 is a partially enlarged plan view of the semiconductor device according to the second embodiment of the present disclosure, through which the sealing resin is seen.
- FIG. 10 is a perspective view of a conductive member included in the semiconductor device shown in FIG.
- FIG. 11 is a partially enlarged view of FIG. 1.
- FIG. 12 is a sectional view taken along line XII-XI
- FIG. 17 is a cross-sectional view taken along line XVII-XVII in FIG. 16.
- FIG. 18 is a cross-sectional view taken along line XVIII-XVIII in FIG. 16.
- FIG. 19 is a partially enlarged plan view of a semiconductor device according to a third embodiment of the present disclosure, through which the sealing resin is seen.
- FIG. 20 is a cross-sectional view taken along line XX-XX in FIG. 19.
- FIG. 21 is a cross-sectional view taken along line XXI-XXI in FIG. 19.
- a semiconductor device A10 according to a first embodiment of the present disclosure will be described based on FIGS. 1 to 14.
- the semiconductor device A10 is used in electronic equipment including a power conversion circuit, such as a DC-DC converter.
- the semiconductor device A10 includes a semiconductor element 10, a conductive member 30, a first lead 21, a second lead 22, a die pad 23, a conductive bonding layer 29, a first bonding layer 61, a second bonding layer 62, a wire 40, and a sealing resin 50. Equipped with Here, in FIG. 1, for convenience of understanding, the sealing resin 50 is shown.
- FIG. 2 further shows the conductive member 30, the first bonding layer 61, and the second bonding layer 62 compared to FIG.
- the transparent sealing resin 50 is shown by an imaginary line (two-dot chain line).
- the transparent conductive member 30 is shown with imaginary lines.
- first direction z An example of a direction perpendicular to the first direction z is referred to as a "second direction x.”
- second direction x An example of a direction perpendicular to the first direction z and the second direction x is referred to as a "third direction y.”
- the semiconductor element 10 is mounted on the die pad 23, as shown in FIGS. 1, 2, 6, and 7.
- the semiconductor element 10 is, for example, a MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor).
- the semiconductor element 10 may be a switching element such as an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) or a diode.
- the semiconductor element 10 is an n-channel type MOSFET with a vertical structure.
- Semiconductor element 10 includes a compound semiconductor substrate.
- the composition of the compound semiconductor substrate includes silicon carbide (SiC).
- the semiconductor element 10 has a first electrode 11, a second electrode 12, and a gate electrode 13.
- the first electrode 11 is located on one side in the first direction z. A current corresponding to the power converted by the semiconductor element 10 flows through the first electrode 11 . That is, the first electrode 11 corresponds to the source electrode of the semiconductor element 10.
- the first electrode 11 includes multiple metal plating layers.
- the first electrode 11 includes a nickel (Ni) plating layer and a gold (Au) plating layer laminated on the nickel plating layer.
- the first electrode 11 may include a nickel plating layer, a palladium (Pd) plating layer laminated on the nickel plating layer, and a gold plating layer laminated on the palladium plating layer. .
- the second electrode 12 is located on the opposite side to the first electrode 11 in the first direction z, and faces the die pad 23. A current corresponding to the power before being converted by the semiconductor element 10 flows through the second electrode 12 . That is, the second electrode 12 corresponds to the drain electrode of the semiconductor element 10.
- the gate electrode 13 is located on the same side as the first electrode 11 in the first direction z.
- a gate voltage for driving the semiconductor element 10 is applied to the gate electrode 13 .
- the area of the gate electrode 13 is smaller than the area of the first electrode 11 when viewed in the first direction z.
- the first lead 21, the second lead 22, and the die pad 23 are constructed from the same lead frame.
- the lead frame is made of copper (Cu) or a copper alloy. Therefore, the compositions of the first lead 21, the second lead 22, and the die pad 23 include copper.
- the first lead 21 is located on one side in the third direction y, as shown in FIGS. 1 and 2.
- the first lead 21 is electrically connected to the first electrode 11 of the semiconductor element 10 via the conductive member 30. Therefore, the first lead 21 forms a source terminal of the semiconductor device A10.
- the first lead 21 has a first bonding surface 211, a first mounting surface 212, a plurality of first end surfaces 213, a first thin part 214, and a recess 215.
- the first joint surface 211 faces the side facing the conductive member 30 in the first direction z.
- a plating layer containing nickel, silver (Ag), or the like in its composition may be provided on the first bonding surface 211.
- the first mounting surface 212 faces the opposite side from the first bonding surface 211 in the first direction z.
- a plating layer containing tin (Sn) or the like may be provided on the first mounting surface 212 exposed from the sealing resin 50.
- the plurality of first end surfaces 213 face the side opposite to the side where the semiconductor element 10 is located in the third direction y.
- the plurality of first end surfaces 213 are connected to the first bonding surface 211 and the first mounting surface 212.
- the plurality of first end surfaces 213 are arranged along the second direction x. As shown in FIG. 4, the plurality of first end surfaces 213 are exposed from the sealing resin 50.
- the first thin portion 214 has an eave shape that extends from the first mounting surface 212 in a direction perpendicular to the first direction z when viewed in the first direction z. .
- a portion of the first joint surface 211 is included in the second thin portion 224.
- the first thin portion 214 includes an intermediate surface 214A and an exposed surface 214B. As shown in FIGS. 6 and 8, the intermediate surface 214A faces opposite to the first bonding surface 211 in the first direction z. The intermediate surface 214A is located between the first bonding surface 211 and the first mounting surface 212 in the first direction z. The intermediate surface 214A is in contact with the sealing resin 50. The exposed surface 214B is connected to the first joint surface 211 and the intermediate surface 214A, and faces the second direction x. The exposed surface 214B is exposed from the sealing resin 50. The area of the exposed surface 214B is smaller than the area of each of the plurality of first end surfaces 213.
- the recess 215 is recessed from the first joint surface 211. As shown in FIG. 11, the recess 215 extends in the second direction x. As shown in FIGS. 12 to 14, the recess 215 is defined by an inner peripheral surface 215A. The inner peripheral surface 215A is connected to the first joint surface 211. As shown in FIGS. 12 and 13, the inner circumferential surface 215A has a semicircular arc shape in a cross section whose in-plane directions are the first direction z and the third direction y. The recess 215 is formed, for example, by press working.
- the second lead 22 is located away from the first lead 21 in the second direction x, as shown in FIGS. 1 and 2.
- the second lead 22 is electrically connected to the gate electrode 13 of the semiconductor element 10 . Therefore, the second lead 22 forms the gate terminal of the semiconductor device A10.
- the second lead 22 has a second bonding surface 221, a second mounting surface 222, a second end surface 223, and a second thin portion 224.
- the second bonding surface 221 faces the same side as the first bonding surface 211 of the first lead 21 in the first direction z.
- the position of the second joint surface 221 in the first direction z is equal to the position of the first joint surface 211 of the first lead 21 in the first direction z.
- a plating layer containing nickel, silver, or the like in its composition may be provided on the second bonding surface 221.
- the second mounting surface 222 faces the opposite side from the second bonding surface 221 in the first direction z. As shown in FIG. 3, the second mounting surface 222 is exposed from the sealing resin 50.
- a plating layer containing tin or the like may be provided on the first mounting surface 212.
- the second end surface 223 faces the same side as the plurality of first end surfaces 213 of the first lead 21 in the third direction y.
- the second end surface 223 is connected to the second bonding surface 221 and the second mounting surface 222. As shown in FIG. 5, the second end surface 223 is exposed from the sealing resin 50.
- the second thin portion 224 has an eave shape that extends from the second mounting surface 222 in a direction perpendicular to the first direction z when viewed in the first direction z.
- a portion of the second joint surface 221 is included in the second thin portion 224 .
- the second thin portion 224 includes an intermediate surface 224A and an exposed surface 224B.
- the intermediate surface 224A faces the opposite side to the second bonding surface 221 in the first direction z.
- the intermediate surface 224A is located between the second bonding surface 221 and the second mounting surface 222 in the first direction z.
- the intermediate surface 224A is in contact with the sealing resin 50.
- the exposed surface 224B is connected to the second joint surface 221 and the intermediate surface 224A, and faces in the second direction x.
- the exposed surface 224B faces the opposite side of the exposed surface 214B of the first lead 21 in the second direction x.
- the exposed surface 224B is exposed from the sealing resin 50.
- the area of the exposed surface 224B is smaller than the area of the second end surface 223.
- the die pad 23 is located away from the first lead 21 and the second lead 22 in the third direction y.
- the die pad 23 is electrically connected to the second electrode 12 of the semiconductor element 10 . Therefore, the die pad 23 forms the drain terminal of the semiconductor device A10.
- the die pad 23 has a mounting surface 231, a back surface 232, a plurality of third end surfaces 233, and a third thin portion 234.
- the mounting surface 231 faces the same side as the first bonding surface 211 of the first lead 21 in the first direction z.
- the position of the mounting surface 231 in the first direction z is equal to the position of the first joint surface 211 of the first lead 21 in the first direction z.
- the semiconductor element 10 is mounted on the mounting surface 231.
- a plating layer containing nickel, silver, or the like may be provided on the mounting surface 231.
- the back surface 232 faces the side opposite to the side where the semiconductor element 10 is located in the first direction z. As shown in FIG. 3, the back surface 232 is exposed from the sealing resin 50. The back surface 232 overlaps the semiconductor element 10 when viewed in the first direction z.
- a plating layer containing tin or the like may be provided on the back surface 232.
- the plurality of third end surfaces 233 face opposite to the first end surface 213 of the first lead 21 in the third direction y.
- the plurality of third end surfaces 233 are connected to the mounting surface 231 and the back surface 232.
- the plurality of third end surfaces 233 are arranged along the second direction x. As shown in FIG. 6, the plurality of third end surfaces 233 are exposed from the sealing resin 50.
- the third thin portion 234 has an eave shape that extends from the back surface 232 in a direction perpendicular to the first direction z when viewed in the first direction z.
- a portion of the mounting surface 231 is included in the third thin portion 234 .
- the third thin portion 234 includes an intermediate surface 234A and a pair of exposed surfaces 234B.
- the intermediate surface 234A faces the opposite side to the mounting surface 231 in the first direction z.
- the intermediate surface 234A is located between the mounting surface 231 and the back surface 232 in the first direction z.
- the intermediate surface 234A is in contact with the sealing resin 50.
- the pair of exposed surfaces 234B are connected to the mounting surface 231 and the intermediate surface 234A, and face opposite to each other in the second direction x.
- the pair of exposed surfaces 234B are located apart from each other in the second direction x.
- a pair of exposed surfaces 234B are exposed from the sealing resin 50.
- the area of each of the pair of exposed surfaces 234B is smaller than the area of each of the plurality of third end surfaces 233.
- the conductive bonding layer 29 is interposed between the mounting surface 231 of the die pad 23 and the second electrode 12 of the semiconductor element 10, as shown in FIG.
- the conductive bonding layer 29 is in contact with the mounting surface 231 and the second electrode 12 .
- the conductive bonding layer 29 conductively bonds the die pad 23 and the second electrode 12 together. Thereby, the die pad 23 is electrically connected to the second electrode 12.
- the composition of the conductive bonding layer 29 includes tin.
- the conductive bonding layer 29 is solder.
- the conductive member 30 connects the first electrode 11 of the semiconductor element 10 and the first lead 21 to each other. Therefore, the conductive member 30 forms part of the conductive path of the semiconductor device A10.
- the composition of the conductive member 30 includes copper.
- the conductive member 30 is a metal clip. As shown in FIGS. 1 and 6, the conductive member 30 straddles between the first lead 21 and the die pad 23. As shown in FIGS. As shown in FIGS. 1 and 10, the conductive member 30 has a first joint 31, a second joint 32, an intermediate portion 33, a first protrusion 34, and a second protrusion 35.
- the first joint portion 31 faces the first joint surface 211 of the first lead 21.
- the first joint portion 31 stands up in the first direction z.
- the first joint portion 31 has a facing surface 311 .
- the opposing surface 311 faces the first bonding surface 211 .
- the dimension B2 of the first joint 31 in the third direction y is larger than the dimension b of the recess 215 of the first lead 21 in the third direction y.
- the second bonding portion 32 faces the semiconductor element 10. As shown in FIG. 1, the entire second joint portion 32 overlaps the mounting surface 231 of the die pad 23. As shown in FIG. 6, the second joint portion 32 has a main surface 321, a first inclined surface 322, and a second inclined surface 323. As shown in FIG. 9, the main surface 321 faces the side facing the first electrode 11 of the semiconductor element 10 in the first direction z.
- the first inclined surface 322 is located between the main surface 321 and the first joint portion 31 in the third direction y.
- the second inclined surface 323 is located on the opposite side of the first inclined surface 322 with respect to the main surface 321 in the third direction y.
- the first inclined surface 322 and the second inclined surface 323 are connected to the main surface 321.
- Each of the first inclined surface 322 and the second inclined surface 323 is inclined with respect to the main surface 321 on the side away from the semiconductor element 10 in the first direction z. As shown in FIG. 9, the first inclined surface 322 is inclined with respect to the main surface 321 at an inclination angle ⁇ .
- the inclination angle ⁇ is 30° or more and 60° or less.
- the intermediate portion 33 is located between the first joint portion 31 and the second joint portion 32 in the third direction y.
- the intermediate part 33 connects the first joint part 31 and the second joint part 32.
- the intermediate portion 33 straddles between the first lead 21 and the die pad 23 .
- the first protrusion 34 protrudes from the first joint portion 31 in the second direction x.
- the first protrusion 34 is located on the opposite side of the recess 215 with respect to the first bonding surface 211 of the first lead 21 in the first direction z.
- the dimension B1 of the first protrusion 34 in the third direction y is smaller than the dimension B2 of the first joint 31 in the third direction y (see FIGS. 12 and 13).
- the dimension b of the recess 215 in the third direction y is larger than the dimension B1 of the first protrusion 34 in the third direction y.
- the first protrusion 34 has a pair of first surfaces 341 and second surfaces 342.
- the pair of first surfaces 341 face opposite to each other in the third direction y.
- the second surface 342 faces the recess 215 of the first lead 21 .
- the second surface 342 is flush with the opposing surface 311 of the first joint portion 31.
- the second protrusion 35 is located on the opposite side of the first protrusion 34 with respect to the first joint 31 in the second direction x.
- the second protrusion 35 protrudes from the first joint portion 31 in the second direction x.
- the first bonding layer 61 conductively bonds the first lead 21 and the first bonding portion 31 of the conductive member 30. As shown in FIGS. 6 and 8, at least a portion of the first bonding layer 61 is accommodated in the recess 215 of the first lead 21. As shown in FIGS. As shown in FIG. 11, when viewed in the first direction z, the first bonding portion 31, the first protrusion 34, and the second protrusion 35 of the conductive member 30 overlap the first bonding layer 61 accommodated in the recess 215.
- the composition of the first bonding layer 61 includes tin.
- the first bonding layer 61 is solder.
- the first bonding layer 61 has a first portion 611 and a second portion 612.
- the first portion 611 is accommodated in the recess 215 of the first lead 21 .
- the first portion 611 is in contact with the inner peripheral surface 215A of the recess 215.
- the second portion 612 is a portion protruding from the recess 215.
- the second portion 612 is in contact with the first bonding surface 211 of the first lead 21 .
- the second portion 612 is in contact with the pair of first surfaces 341 of the first protrusion 34 of the conductive member 30 and the second surface 342 of the first protrusion 34.
- the second portion 612 includes a portion located between the first bonding surface 211 and the second surface 342 of the first lead 21 .
- the second portion 612 is in contact with the opposing surface 311 of the first joint portion 31 of the conductive member 30.
- the second portion 612 includes a portion located between the first bonding surface 211 and the opposing surface 311 of the first lead 21 .
- the second bonding layer 62 conductively bonds the first electrode 11 of the semiconductor element 10 and the second bonding portion 32 of the conductive member 30. As shown in FIG. 9 , the second bonding layer 62 includes a portion located between the first electrode 11 and the main surface 321 of the second bonding portion 32 . The second bonding layer 62 is in contact with the main surface 321 and the first inclined surface 322 of the second bonding portion 32 .
- the composition of the second bonding layer 62 includes tin.
- the second bonding layer 62 is solder.
- the wire 40 is conductively bonded to the gate electrode 13 of the semiconductor element 10 and the second bonding surface 221 of the second lead 22. Thereby, the second lead 22 is electrically connected to the gate electrode 13.
- the composition of wire 40 includes gold.
- the composition of the wire 40 may include aluminum (Al) or copper.
- the sealing resin 50 covers the semiconductor element 10, the conductive member 30, the wire 40, and a portion of each of the first lead 21, the second lead 22, and the die pad 23. .
- the sealing resin 50 has electrical insulation properties.
- the sealing resin 50 is made of a material containing, for example, a black epoxy resin.
- the sealing resin 50 has a top surface 51, a bottom surface 52, a pair of first side surfaces 53, and a pair of second side surfaces 54.
- the top surface 51 faces the same side as the mounting surface 231 of the die pad 23 in the first direction z.
- the bottom surface 52 faces opposite to the top surface 51 in the first direction z.
- the first mounting surface 212 of the first lead 21, the second mounting surface 222 of the second lead 22, and the back surface 232 of the die pad 23 are exposed from the bottom surface 52.
- the pair of first side surfaces 53 face oppositely to each other in the third direction y, and are located apart from each other in the third direction y.
- a pair of first side surfaces 53 are connected to the top surface 51 and the bottom surface 52.
- a plurality of first end surfaces 213 of the first leads 21 and second end surfaces 223 of the second leads 22 are exposed from one of the pair of first side surfaces 53 .
- a plurality of third end surfaces 233 of the die pad 23 are exposed from the other first side surface 53 of the pair of first side surfaces 53.
- the plurality of first end surfaces 213, the second end surfaces 223, and the plurality of third end surfaces 233 are flush with either of the pair of first side surfaces 53.
- the pair of second side surfaces 54 face oppositely to each other in the second direction x, and are located apart from each other in the second direction x.
- a pair of second side surfaces 54 are connected to the top surface 51 and the bottom surface 52.
- a pair of exposed surfaces 234B of the die pad 23 are individually exposed from the pair of second side surfaces 54.
- the exposed surface 214B of the first lead 21 is exposed from one of the pair of second side surfaces 54.
- the exposed surface 224B of the second lead 22 is exposed from the other of the pair of second side surfaces 54.
- Each of the pair of exposed surfaces 234B, 214B, and 224B is flush with one of the pair of second side surfaces 54.
- FIG. 15 a semiconductor device A11 that is a modification of the semiconductor device A10 will be described.
- the cross-sectional position in FIG. 15 is the same (or substantially the same) as the cross-sectional position in FIG. 12.
- the configuration of the recess 215 of the first lead 21 is different from the configuration of the semiconductor device A10.
- the dimension d of the recess 215 in the first direction z is larger than the dimension b of the recess 215 in the third direction y.
- the volume of the first portion 611 of the first bonding layer 61 and the dimension of the first portion 611 in the first direction z each increase compared to the case of the semiconductor device A10.
- the dimension in the first direction z is increased compared to the case of the semiconductor device A10.
- the semiconductor device A10 includes a first lead 21 having a first bonding surface 211 and a recess 215, a first bonding portion 31 and a first protrusion 34, and a conductive member 30 that connects the semiconductor element 10 and the first lead 21. and a first bonding layer 61 that electrically connects the first lead 21 and the conductive member 30. At least a portion of the first bonding layer 61 is accommodated in the recess 215. When viewed in the first direction z, the first protrusion 34 overlaps the first bonding layer 61 accommodated in the recess 215 .
- the first bonding layer 61 accommodated in the recess 215 and in a molten state is exposed to the inner peripheral surface 215A. It receives a force R (see Figure 12).
- the reaction force R is directed in a direction perpendicular to the first direction z.
- the first protrusion 34 is displaced together with the first bonding layer 61 in the direction in which the reaction force R is directed. That is, self-alignment by the first bonding layer 61 acts on the first protrusion 34 .
- the first protrusion 34 of the conductive member 30 projects from the first joint portion 31 of the conductive member 30 in the second direction x.
- the torque generated in the conductive member 30 around the first direction z increases.
- the rotational force in the opposite direction to the rotation increases more. Therefore, rotation of the conductive member 30 around the first direction z can be effectively suppressed.
- the dimension b of the recess 215 of the first lead 21 in the third direction y is larger than the dimension B1 of the first protrusion 34 in the third direction y.
- the recess 215 of the first lead 21 extends in the second direction x.
- the first bonding portion 31 of the conductive member 30 overlaps the first bonding layer 61 accommodated in the recess 215 .
- self-alignment by the first bonding layer 61 also acts on the first bonding portion 31. Therefore, the self-alignment effect acting on the conductive member 30 can be improved.
- the dimension B2 of the first joint 31 of the conductive member 30 in the third direction y is larger than the dimension b of the recess 215 of the first lead 21 in the third direction y.
- the conductive member 30 has a second protrusion 35 located on the opposite side of the first protrusion 34 with respect to the first joint 31 in the second direction x.
- the second protrusion 35 protrudes from the first joint portion 31 in the second direction x.
- the second protrusion 35 overlaps the first bonding layer 61 accommodated in the recess 215 when viewed in the first direction z.
- the first bonding layer 61 has a first portion 611 accommodated in the recess 215 of the first lead 21 and a second portion 612 protruding from the recess 215.
- the first protrusion 34 has a first surface 341 facing in the third direction y.
- the second portion 612 is in contact with the first surface 341.
- the first protrusion 34 has a second surface 342 facing the recess 215 of the first lead 21.
- the second surface 342 is in contact with the second portion 612 of the first bonding layer 61 .
- the dimension in the first direction z of the first bonding layer 61 in contact with the second surface 342 is increased.
- the shear stress acting on the interface between the first bonding layer 61 and the second surface 342 increases as the first bonding layer 61 performs self-alignment. Therefore, the self-alignment effect acting on the conductive member 30 can be further improved.
- the dimension d of the recess 215 of the first lead 21 in the first direction z is larger than the dimension b of the recess 215 in the third direction y.
- the dimensions of the first bonding layer 61 accommodated in the recess 215 in the first direction z and the region facing the third direction y included in the inner circumferential surface 215A of the recess 215 in the first direction z are The dimensions are increased compared to the case of the semiconductor device A10.
- the shear stress acting on the interface between the first bonding layer 61 and the second surface 342 of the first protrusion 34 further increases as the first bonding layer 61 performs self-alignment. Therefore, the self-alignment effect acting on the conductive member 30 can be further improved.
- compositions of the first bonding layer 61, the second bonding layer 62, and the conductive bonding layer 29 include tin.
- the first lead 21 has a first end surface 213 facing the opposite side to the side where the semiconductor element 10 is located in the third direction y.
- the first end surface 213 is exposed from the sealing resin 50.
- the back surface 232 of the die pad 23 is exposed from the sealing resin 50. Thereby, the heat dissipation of the semiconductor device A10 can be improved.
- the composition of the conductive member 30 includes copper. Thereby, the electrical resistance of the conductive member 30 can be reduced compared to a wire containing aluminum in its composition. This is suitable for allowing a larger current to flow through the semiconductor element 10.
- FIGS. 16 to 18 A semiconductor device A20 according to a second embodiment of the present disclosure will be described based on FIGS. 16 to 18.
- elements that are the same as or similar to those of the semiconductor device A10 described above are denoted by the same reference numerals, and redundant explanation will be omitted.
- the sealing resin 50 is shown.
- the configuration of the conductive member 30 in the semiconductor device A20 is different from that of the semiconductor device A10.
- the center C1 of the first protrusion 34 of the conductive member 30 is separated from the center C2 of the second protrusion 35 of the conductive member 30 by a distance D in the third direction y.
- the center C1 corresponds to the centroid of the figure formed by the outer shape of the first protrusion 34 when viewed in the first direction z.
- the center C2 corresponds to the centroid of the figure formed by the outer shape of the second protrusion 35 when viewed in the first direction z.
- each of the center C1 and the center C2 is separated from the center C0 of the first joint portion 31 of the conductive member 30 in the third direction y.
- the center C0 corresponds to the centroid of the figure formed by the outer shape of the first joint portion 31 when viewed in the first direction z.
- the first protrusion 34 of the conductive member 30 connects the first bonding layer 61 (first portion 611) accommodated in the recess 215 of the first lead 21 and the first protrusion 34 of the conductive member 30. It overlaps with the first bonding surface 211 of the first lead 21 .
- the second portion 612 of the first bonding layer 61 is located between the first bonding surface 211 and the second surface 342 of the first protrusion 34 .
- the second portion 612 is in contact with one of the pair of first surfaces 341 of the first protrusion 34 .
- the second protrusion 35 of the conductive member 30 has a pair of third surfaces 351 and a fourth surface 352.
- the pair of third surfaces 351 face oppositely to each other in the third direction y.
- the fourth surface 352 faces the recess 215 of the first lead 21 .
- the second portion 612 of the first bonding layer 61 is in contact with one of the pair of third surfaces 351 .
- the dimension b of the recess 215 in the third direction y is larger than the dimension B3 of the second protrusion 35 in the third direction y.
- the second protrusion 35 of the conductive member 30 connects the first bonding layer 61 (first portion 611) accommodated in the recess 215 of the first lead 21 and the second protrusion 35 of the conductive member 30. It overlaps with the first bonding surface 211 of the first lead 21 .
- the second portion 612 of the first bonding layer 61 is located between the first bonding surface 211 and the fourth surface 352 of the second protrusion 35 .
- the semiconductor device A20 includes a first lead 21 having a first bonding surface 211 and a recess 215, a first bonding portion 31 and a first protrusion 34, and a conductive member 30 that connects the semiconductor element 10 and the first lead 21. and a first bonding layer 61 that electrically connects the first lead 21 and the conductive member 30. At least a portion of the first bonding layer 61 is accommodated in the recess 215. When viewed in the first direction z, the first protrusion 34 overlaps the first bonding layer 61 accommodated in the recess 215 . Therefore, according to this configuration, it is possible to suppress rotation of the conductive member 30 with respect to the semiconductor element 10 even when manufacturing the semiconductor device A20. Further, since the semiconductor device A20 has the same configuration as the semiconductor device A10, the semiconductor device A20 also exhibits the effects of the configuration.
- the center C1 of the first protrusion 34 of the conductive member 30 and the center C2 of the second protrusion 35 of the conductive member 30 are located at the first junction of the conductive member 30. It is separated from the center C0 of the portion 31 in the third direction y.
- the distance from the center C0 to the center C1 and the distance from the center C0 to the center C2 are each increased compared to the case of the semiconductor device A10.
- the torque generated in the conductive member 30 in the first direction z about the center C0 increases compared to the case of the semiconductor device A10. Therefore, rotation of the conductive member 30 about the first direction z can be suppressed more effectively.
- FIGS. 19 to 21 A semiconductor device A30 according to a third embodiment of the present disclosure will be described based on FIGS. 19 to 21.
- elements that are the same as or similar to those of the semiconductor device A10 described above are denoted by the same reference numerals, and redundant explanation will be omitted.
- FIG. 19 for convenience of understanding, the sealing resin 50 is shown.
- the configuration of the conductive member 30 in the semiconductor device A30 is different from that of the semiconductor device A10.
- the conductive member 30 has a convex portion 36.
- the convex portion 36 protrudes from the second surface 342 of the first protrusion 34 of the conductive member 30 in the first direction z. Furthermore, the convex portion 36 protrudes from the opposing surface 311 of the first joint portion 31 of the conductive member 30 in the first direction z.
- the protrusion 36 is accommodated in the recess 215 of the first lead 21 .
- the convex portion 36 is in contact with the first portion 611 of the first bonding layer 61 .
- the convex portion 36 extends in the second direction x.
- the protrusion 36 is formed, for example, by etching.
- the semiconductor device A30 includes a first lead 21 having a first bonding surface 211 and a recess 215, a first bonding portion 31 and a first protrusion 34, and a conductive member 30 that connects the semiconductor element 10 and the first lead 21. and a first bonding layer 61 that electrically connects the first lead 21 and the conductive member 30. At least a portion of the first bonding layer 61 is accommodated in the recess 215. When viewed in the first direction z, the first protrusion 34 overlaps the first bonding layer 61 accommodated in the recess 215 . Therefore, according to this configuration, it is possible to suppress rotation of the conductive member 30 with respect to the semiconductor element 10 even when manufacturing the semiconductor device A30. Furthermore, since the semiconductor device A30 has the same configuration as the semiconductor device A10, the semiconductor device A30 also exhibits the effects of the configuration.
- the conductive member 30 has a convex portion 36 that protrudes from the first joint portion 31 and the first protrusion 34 in the first direction z.
- the protrusion 36 is accommodated in the recess 215 of the first lead 21 .
- the present disclosure includes the embodiments described in the appendix below. Additional note 1. a semiconductor element; a first lead separated from the semiconductor element; a conductive member that connects the semiconductor element and the first lead; a first bonding layer that electrically connects the first lead and the conductive member;
- the first lead has a bonding surface facing in a first direction and a recess recessed from the bonding surface,
- the conductive member has a first joint portion facing the joint surface, and a first protrusion protruding from the first joint portion, At least a portion of the first bonding layer is accommodated in the recess,
- the semiconductor device when viewed in the first direction, the first protrusion overlaps the first bonding layer accommodated in the recess.
- the semiconductor device according to appendix 1 wherein the first protrusion is located on the opposite side of the recess with respect to the bonding surface in the first direction.
- Appendix 3. The semiconductor device according to appendix 2, wherein the first protrusion protrudes from the first joint in a second direction perpendicular to the first direction.
- Appendix 4. The semiconductor device according to appendix 3, wherein a dimension of the first protrusion in a third direction perpendicular to the first direction and the second direction is smaller than a dimension of the first joint in the third direction.
- Appendix 5. The semiconductor device according to appendix 4, wherein a dimension of the recess in the third direction is larger than a dimension of the first protrusion in the third direction.
- the first joint portion has a facing surface opposite to the joint surface,
- Appendix 7. The recess extends in the second direction, The semiconductor device according to any one of appendices 4 to 6, wherein the first bonding portion overlaps the first bonding layer accommodated in the recess when viewed in the first direction.
- Appendix 8. The semiconductor device according to appendix 7, wherein a dimension of the first joint in the third direction is larger than a dimension of the recess in the third direction.
- the first bonding layer has a first part accommodated in the recess and a second part protruding from the recess, The first protrusion has a first surface facing the third direction, The semiconductor device according to any one of appendices 4 to 9, wherein the second portion is in contact with the first surface.
- Appendix 11 The first protrusion has a second surface facing the recess, The semiconductor device according to appendix 10, wherein the second portion is in contact with the second surface.
- the conductive member has a second protrusion located on the opposite side of the first protrusion with respect to the first joint in the second direction, The second protrusion protrudes from the first joint in the second direction, 12.
- Appendix 13 further comprising a die pad on which the semiconductor element is mounted, The semiconductor element has a first electrode located on a side opposite to a side facing the die pad in the first direction, The conductive member has a second joint portion facing the semiconductor element, The second bonding portion has a main surface facing the first electrode in the first direction, and a portion between the main surface and the first bonding portion in a direction perpendicular to the first direction.
- the inclined surface is inclined with respect to the main surface on a side away from the semiconductor element in the first direction, further comprising a second bonding layer that electrically connects the first electrode and the second bonding portion,
- the semiconductor device according to any one of appendices 1 to 12, wherein the second bonding layer is in contact with the main surface and the inclined surface.
- Appendix 14 The semiconductor element has a second electrode located on the opposite side of the first electrode in the first direction, The semiconductor device according to attachment 13, wherein the second electrode is conductively bonded to the die pad.
- Appendix 16. further comprising a sealing resin that covers a portion of each of the die pad and the first lead, the semiconductor element and the conductive member,
- the die pad has a back surface facing opposite to the side where the semiconductor element is located in the first direction
- the first lead has a mounting surface facing opposite to the bonding surface in the first direction, 16.
- Appendix 17. The first lead has an end face facing opposite to the side where the semiconductor element is located in a direction perpendicular to the first direction, The semiconductor device according to appendix 16, wherein the end surface is exposed from the sealing resin.
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Abstract
半導体装置は、半導体素子と、前記半導体素子から離れた第1リードと、前記半導体素子と前記第1リードとを導通する導通部材と、前記第1リードと前記導通部材とを接合する第1接合層とを備える。前記第1リードは、第1方向を向く第1接合面と、前記第1接合面から凹む凹部とを有する。前記導通部材は、前記第1接合面に対向する第1接合部と、前記第1接合部から突出する第1突起とを有する。前記第1接合層の少なくとも一部は、前記凹部に収容されている。前記第1方向に視て、前記第1突起は、前記凹部に収容された前記第1接合層に重なる。
Description
本開示は、半導体装置に関する。
特許文献1には、導体層に複数の半導体素子が接合された半導体装置(パワーモジュール)の一例が開示されている。当該半導体装置は、導体層と複数の半導体素子とに接合された複数の接続金属部材(導通部材)を備える。これにより、複数の半導体素子により大きな電流を流すことができる。
しかし、特許文献1に開示されている半導体装置の製造の際、複数の接続金属部材のいずれかが、その接合対象となる半導体素子の電極に対して回転することがある。接続金属部材が回転すると、半導体素子の電極と当該接続金属部材との界面にせん断応力が発生する。回転に伴う接続金属部材の変位が大きくなると、当該せん断応力がより大きくなる。これにより、当該せん断応力が半導体素子により集中するため、当該半導体素子に亀裂が発生するなどの不具合が生じるおそれがある。
本開示は、従来より改良が施された半導体装置を提供することを一の課題とする。特に本開示は、上記事情に鑑み、装置の製造の際、半導体素子に対する導通部材の回転を抑制することが可能な半導体装置を提供することをその一の課題とする。
本開示の一の側面によって提供される半導体装置は、半導体素子と、前記半導体素子から離れた第1リードと、前記半導体素子と前記第1リードとを導通する導通部材と、前記第1リードと前記導通部材とを導電接合する第1接合層と、を備える。前記第1リードは、第1方向を向く接合面と、前記接合面から凹む凹部と、有する。前記導通部材は、前記接合面に対向する第1接合部と、前記第1接合部から突出する第1突起と、を有する。前記第1接合層の少なくとも一部は、前記凹部に収容されており、前記第1方向に視て、前記第1突起は、前記凹部に収容された前記第1接合層に重なる。
上記構成によれば、当該装置の製造の際、半導体素子に対する導通部材の回転を抑制することが可能な半導体装置を提供することが可能である。
本開示のその他の特徴および利点は、添付図面に基づき以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
本開示を実施するための形態について、添付図面に基づいて説明する。
第1実施形態:
図1~図14に基づき、本開示の第1実施形態にかかる半導体装置A10について説明する。半導体装置A10は、たとえばDC-DCコンバータといった、電力変換回路を備える電子機器などに使用される。半導体装置A10は、半導体素子10、導通部材30、第1リード21、第2リード22、ダイパッド23、導電接合層29、第1接合層61、第2接合層62、ワイヤ40および封止樹脂50を備える。ここで、図1は、理解の便宜上、封止樹脂50を透過している。図2は、理解の便宜上、図1に対して導通部材30、第1接合層61および第2接合層62をさらに透過している。図1および図2では、透過した封止樹脂50を想像線(二点鎖線)で示している。図2では、透過した導通部材30を想像線で示している。
図1~図14に基づき、本開示の第1実施形態にかかる半導体装置A10について説明する。半導体装置A10は、たとえばDC-DCコンバータといった、電力変換回路を備える電子機器などに使用される。半導体装置A10は、半導体素子10、導通部材30、第1リード21、第2リード22、ダイパッド23、導電接合層29、第1接合層61、第2接合層62、ワイヤ40および封止樹脂50を備える。ここで、図1は、理解の便宜上、封止樹脂50を透過している。図2は、理解の便宜上、図1に対して導通部材30、第1接合層61および第2接合層62をさらに透過している。図1および図2では、透過した封止樹脂50を想像線(二点鎖線)で示している。図2では、透過した導通部材30を想像線で示している。
半導体装置A10の説明においては、便宜上、後述する第1リード21の第1接合面211の法線方向の一例を「第1方向z」と呼ぶ。第1方向zに対して直交する方向の一例を「第2方向x」と呼ぶ。第1方向zおよび第2方向xに対して直交する方向の一例を「第3方向y」と呼ぶ。
半導体素子10は、図1、図2、図6および図7に示すように、ダイパッド23に搭載されている。半導体素子10は、たとえばMOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)である。この他、半導体素子10は、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)などのスイッチング素子や、ダイオードでもよい。半導体装置A10の説明においては、半導体素子10は、nチャネル型であり、かつ縦型構造のMOSFETを対象とする。半導体素子10は、化合物半導体基板を含む。当該化合物半導体基板の組成は、炭化ケイ素(SiC)を含む。図2および図9に示すように、半導体素子10は、第1電極11、第2電極12およびゲート電極13を有する。
図9に示すように、第1電極11は、第1方向zの一方側に位置する。第1電極11に は、半導体素子10により変換された後の電力に対応する電流が流れる。すなわち、第1電極11は、半導体素子10のソース電極に相当する。第1電極11は、複数の金属めっき層を含む。第1電極11は、ニッケル(Ni)めっき層と、当該ニッケルめっき層の上に積層された金(Au)めっき層を含む。この他、第1電極11は、ニッケルめっき層と、当該ニッケルめっき層の上に積層されたパラジウム(Pd)めっき層と、当該パラジウムめっき層の上に積層された金めっき層を含む場合でもよい。
図9に示すように、第2電極12は、第1方向zにおいて第1電極11とは反対側に位置し、かつダイパッド23に対向している。第2電極12には、半導体素子10により変換される前の電力に対応する電流が流れる。すなわち、第2電極12は、半導体素子10のドレイン電極に相当する。
図2に示すように、ゲート電極13は、第1方向zにおいて第1電極11と同じ側に位置する。ゲート電極13には、半導体素子10を駆動するためのゲート電圧が印加される。第1方向zに視て、ゲート電極13の面積は、第1電極11の面積よりも小さい。
第1リード21、第2リード22およびダイパッド23は、導通部材30とともに半導体装置A10の導電経路をなす。第1リード21、第2リード22およびダイパッド23は、同一のリードフレームから構成されている。当該リードフレームは、銅(Cu)、または銅合金である。このため、第1リード21、第2リード22およびダイパッド23の組成は、銅を含む。
第1リード21は、図1および図2に示すように、第3方向yの一方側に位置する。第1リード21は、導通部材30を介して半導体素子10の第1電極11に導通している。したがって、第1リード21は、半導体装置A10のソース端子をなす。図1~図3に示すように、第1リード21は、第1接合面211、第1実装面212、複数の第1端面213、第1薄肉部214および凹部215を有する。
図6に示すように、第1接合面211は、第1方向zにおいて導通部材30に対向する側を向く。第1接合面211の上には、ニッケル、または銀(Ag)などを組成に含むめっき層を設けてもよい。
図6に示すように、第1実装面212は、第1方向zにおいて第1接合面211とは反対側を向く。図3に示すように、第1実装面212は、封止樹脂50から露出している第1実装面212の上には、錫(Sn)などを組成に含むめっき層を設けてもよい。
図2および図6に示すように、複数の第1端面213は、第3方向yにおいて半導体素子10が位置する側とは反対側を向く。複数の第1端面213は、第1接合面211および第1実装面212につながっている。複数の第1端面213は、第2方向xに沿って配列されている。図4に示すように、複数の第1端面213は、封止樹脂50から露出している。
図3、図6および図8に示すように、第1薄肉部214は、第1方向zに視て第1実装面212から第1方向zに対して直交する方向に張り出す庇状である。第1接合面211の一部は、第2薄肉部224に含まれる。
第1薄肉部214は、中間面214Aおよび露出面214Bを含む。図6および図8に示すように、中間面214Aは、第1方向zにおいて第1接合面211とは反対側を向く。中間面214Aは、第1方向zにおいて第1接合面211と第1実装面212との間に位置する。中間面214Aは、封止樹脂50に接している。露出面214Bは、第1接合面211および中間面214Aにつながり、かつ第2方向xを向く。露出面214Bは、封止樹脂50から露出している。露出面214Bの面積は、複数の第1端面213の各々の面積よりも小さい。
図6および図8に示すように、凹部215は、第1接合面211から凹んでいる。図11に示すように、凹部215は、第2方向xに延びている。図12~図14に示すように、凹部215は、内周面215Aにより規定される。内周面215Aは、第1接合面211につながっている。図12および図13に示すように、第1方向zおよび第3方向yを面内方向とする断面において、内周面215Aは、半円弧状である。凹部215は、たとえばプレス加工により形成される。
第2リード22は、図1および図2に示すように、第2方向xにおいて第1リード21から離れて位置する。第2リード22は、半導体素子10のゲート電極13に導通している。したがって、第2リード22は、半導体装置A10のゲート端子をなす。図1~図3に示すように、第2リード22は、第2接合面221、第2実装面222、第2端面223および第2薄肉部224を有する。
図8に示すように、第2接合面221は、第1方向zにおいて第1リード21の第1接合面211と同じ側を向く。第2接合面221の第1方向zの位置は、第1リード21の第1接合面211の第1方向zの位置に等しい。第2接合面221の上には、ニッケル、または銀などを組成に含むめっき層を設けてもよい。
図8に示すように、第2実装面222は、第1方向zにおいて第2接合面221とは反対側を向く。図3に示すように、第2実装面222は、封止樹脂50から露出している。第1実装面212の上には、錫などを組成に含むめっき層を設けてもよい。
図1および図2に示すように、第2端面223は、第3方向yにおいて第1リード21の複数の第1端面213と同じ側を向く。第2端面223は、第2接合面221および第2実装面222につながっている。図5に示すように、第2端面223は、封止樹脂50から露出している。
図3および図8に示すように、第2薄肉部224は、第1方向zに視て第2実装面222から第1方向zに対して直交する方向に張り出す庇状である。第2接合面221の一部は、第2薄肉部224に含まれる。
第2薄肉部224は、中間面224Aおよび露出面224Bを含む。図8に示すように、中間面224Aは、第1方向zにおいて第2接合面221とは反対側を向く。中間面224Aは、第1方向zにおいて第2接合面221と第2実装面222との間に位置する。中間面224Aは、封止樹脂50に接している。露出面224Bは、第2接合面221および中間面224Aにつながり、かつ第2方向xを向く。図1および図2に示すように、露出面224Bは、第2方向xにおいて第1リード21の露出面214Bが向く側とは反対側を向く。図5に示すように、露出面224Bは、封止樹脂50から露出している。露出面224Bの面積は、第2端面223の面積よりも小さい。
ダイパッド23は、図1および図2に示すように、第3方向yにおいて第1リード21および第2リード22から離れて位置する。ダイパッド23は、半導体素子10の第2電極12に導通している。したがって、ダイパッド23は、半導体装置A10のドレイン端子をなす。図1~図3に示すように、ダイパッド23は、搭載面231、裏面232、複数の第3端面233、および第3薄肉部234を有する。
図6に示すように、搭載面231は、第1方向zにおいて第1リード21の第1接合面211と同じ側を向く。搭載面231の第1方向zの位置は、第1リード21の第1接合面211の第1方向zの位置に等しい。搭載面231には、半導体素子10が搭載されている。搭載面231の上には、ニッケル、または銀などを組成に含むめっき層を設けてもよい。
図6および図7に示すように、裏面232は、第1方向zにおいて半導体素子10が位置する側とは反対側を向く。図3に示すように、裏面232は、封止樹脂50から露出している。第1方向zに視て、裏面232は、半導体素子10に重なっている。裏面232の上には、錫などを組成に含むめっき層を設けてもよい。
図1および図2に示すように、複数の第3端面233は、第3方向yにおいて第1リード21の第1端面213とは反対側を向く。複数の第3端面233は、搭載面231および裏面232につながっている。複数の第3端面233は、第2方向xに沿って配列されている。図6に示すように、複数の第3端面233は、封止樹脂50から露出している。
図3、図6および図7に示すように、第3薄肉部234は、第1方向zに視て裏面232から第1方向zに対して直交する方向に張り出す庇状である。搭載面231の一部は、第3薄肉部234に含まれる。
図7に示すように、第3薄肉部234は、中間面234A、および一対の露出面234Bを含む。中間面234Aは、第1方向zにおいて搭載面231とは反対側を向く。中間面234Aは、第1方向zにおいて搭載面231と裏面232との間に位置する。中間面234Aは、封止樹脂50に接している。一対の露出面234Bは、搭載面231および中間面234Aにつながり、かつ第2方向xにおいて互いに反対側を向く。一対の露出面234Bは、第2方向xにおいて互いに離れて位置する。一対の露出面234Bは、封止樹脂50から露出している。一対の露出面234Bの各々の面積は、複数の第3端面233の各々の面積よりも小さい。
導電接合層29は、図9に示すように、ダイパッド23の搭載面231と、半導体素子10の第2電極12との間に介在している。導電接合層29は、搭載面231および第2電極12に接している。導電接合層29は、ダイパッド23と第2電極12とを導電接合する。これにより、ダイパッド23は、第2電極12に導通している。導電接合層29の組成は、錫を含む。導電接合層29は、ハンダである。
導通部材30は、半導体素子10の第1電極11と、第1リード21とを導通する。したがって、導通部材30は、半導体装置A10の導電経路の一部をなす。導通部材30の組成は、銅を含む。導通部材30は、金属クリップである。図1および図6に示すように、導通部材30は、第1リード21とダイパッド23との間を跨いでいる。図1および図10に示すように、導通部材30は、第1接合部31、第2接合部32、中間部33、第1突起34および第2突起35を有する。
図6に示すように、第1接合部31は、第1リード21の第1接合面211に対向している。第1接合部31は、第1方向zに起立している。第1接合部31は、対向面311を有する。対向面311は、第1接合面211に対向している。
図13に示すように、第1接合部31の第3方向yにおける寸法B2は、第1リード21の凹部215の第3方向yにおける寸法bよりも大きい。
図6に示すように、第2接合部32は、半導体素子10に対向している。図1に示すように、第2接合部32の全体が、ダイパッド23の搭載面231に重なる。図6に示すように、第2接合部32は、主面321、第1傾斜面322および第2傾斜面323を有する。図9に示すように、主面321は、第1方向zにおいて半導体素子10の第1電極11に対向する側を向く。第1傾斜面322は、第3方向yにおいて主面321と第1接合部31との間に位置する。第2傾斜面323は、第3方向yにおいて主面321を基準として第1傾斜面322とは反対側に位置する。第1傾斜面322および第2傾斜面323は、主面321につながっている。第1傾斜面322および第2傾斜面323の各々は、第1方向zにおいて半導体素子10から離れる側に主面321に対して傾斜している。図9に示すように、第1傾斜面322は、主面321に対して傾斜角αで傾斜している。傾斜角αは、30°以上60°以下である。
図1および図6に示すように、中間部33は、第3方向yにおいて第1接合部31と第2接合部32との間に位置する。中間部33は、第1接合部31と第2接合部32とを連結している。中間部33は、第1リード21とダイパッド23との間を跨いでいる。
図11に示すように、第1突起34は、第1接合部31から第2方向xに突出している。第1突起34は、第1方向zにおいて第1リード21の第1接合面211を基準として凹部215とは反対側に位置する。第1突起34の第3方向yにおける寸法B1は、第1接合部31の第3方向yにおける寸法B2よりも小さい(図12および図13参照)。図12に示すように、凹部215の第3方向yにおける寸法bは、第1突起34の第3方向yにおける寸法B1よりも大きい。
図12に示すように、第1突起34は、一対の第1面341と、第2面342とを有する。一対の第1面341は、第3方向yにおいて互いに反対側を向く。第2面342は、第1リード21の凹部215に対向している。図14に示すように、第2面342は、第1接合部31の対向面311と面一である。
図11に示すように、第2突起35は、第2方向xにおいて第1接合部31を基準として第1突起34とは反対側に位置する。第2突起35は、第1接合部31から第2方向xに突出している。
第1接合層61は、第1リード21と、導通部材30の第1接合部31とを導電接合する。図6および図8に示すように、第1接合層61の少なくとも一部は、第1リード21の凹部215に収容されている。図11に示すように、第1方向zに視て、導通部材30の第1接合部31、第1突起34および第2突起35は、凹部215に収容された第1接合層61に重なる。第1接合層61の組成は、錫を含む。第1接合層61は、ハンダである。
図12~図14に示すように、第1接合層61は、第1部611および第2部612を有する。第1部611は、第1リード21の凹部215に収容されている。第1部611は、凹部215の内周面215Aに接している。第2部612は、凹部215からはみ出した部分である。第2部612は、第1リード21の第1接合面211に接している。
図12に示すように、第2部612は、導通部材30の第1突起34の一対の第1面341と、第1突起34の第2面342とに接している。第2部612は、第1リード21の第1接合面211と第2面342との間に位置する部分を含む。
図13に示すように、第2部612は、導通部材30の第1接合部31の対向面311に接している。第2部612は、第1リード21の第1接合面211と対向面311との間に位置する部分を含む。
第2接合層62は、半導体素子10の第1電極11と、導通部材30の第2接合部32とを導電接合する。図9に示すように、第2接合層62は、第1電極11と、第2接合部32の主面321との間に位置する部分を含む。第2接合層62は、主面321と、第2接合部32の第1傾斜面322とに接している。第2接合層62の組成は、錫を含む。第2接合層62は、ハンダである。
ワイヤ40は、図1に示すように、半導体素子10のゲート電極13と、第2リード22の第2接合面221とに導電接合されている。これにより、第2リード22は、ゲート電極13に導通している。ワイヤ40の組成は、金を含む。この他、ワイヤ40の組成は、アルミニウム(Al)を含む場合や、銅を含む場合でもよい。
封止樹脂50は、図1および図6に示すように、半導体素子10、導通部材30およびワイヤ40と、第1リード21、第2リード22およびダイパッド23の各々の一部とを覆っている。封止樹脂50は、電気絶縁性を有する。封止樹脂50は、たとえば黒色のエポキシ樹脂を含む材料からなる。封止樹脂50は、頂面51、底面52、一対の第1側面53、および一対の第2側面54を有する。
図6および図7に示すように、頂面51は、第1方向zにおいてダイパッド23の搭載面231と同じ側を向く。図6および図7に示すように、底面52は、第1方向zにおいて頂面51とは反対側を向く。図3に示すように、底面52から第1リード21の第1実装面212、第2リード22の第2実装面222、およびダイパッド23の裏面232が露出している。
図3、図5および図6に示すように、一対の第1側面53は、第3方向yにおいて互いに反対側を向き、かつ第3方向yにおいて互いに離れて位置する。一対の第1側面53は、頂面51および底面52につながっている。一対の第1側面53のうち一方の第1側面53から、第1リード21の複数の第1端面213、および第2リード22の第2端面223が露出している。一対の第1側面53のうち他方の第1側面53から、ダイパッド23の複数の第3端面233が露出している。複数の第1端面213、第2端面223、および複数の第3端面233は、一対の第1側面53のいずれかと面一である。
図3、図4、図7および図8に示すように、一対の第2側面54は、第2方向xにおいて互いに反対側を向き、かつ第2方向xにおいて互いに離れて位置する。一対の第2側面54は、頂面51および底面52につながっている。一対の第2側面54から、ダイパッド23の一対の露出面234Bが個別に露出している。一対の第2側面54のうち一方の第2側面54から、第1リード21の露出面214Bが露出している。一対の第2側面54のうち他方の第2側面54から、第2リード22の露出面224Bが露出している。一対の露出面234B、露出面214Bおよび露出面224Bの各々は、一対の第2側面54のいずれかと面一である。
変形例:
次に、図15に基づき、半導体装置A10の変形例である半導体装置A11について説明する。ここで、図15の断面位置は、図12の断面位置と同一(または略同一)である。
次に、図15に基づき、半導体装置A10の変形例である半導体装置A11について説明する。ここで、図15の断面位置は、図12の断面位置と同一(または略同一)である。
図15に示すように、半導体装置A11においては、第1リード21の凹部215の構成が、半導体装置A10の当該構成と異なる。凹部215の第1方向zにおける寸法dは、凹部215の第3方向yにおける寸法bよりも大きい。これにより、第1接合層61の第1部611の体積と、第1部611の第1方向zの寸法との各々が、半導体装置A10の場合に対して増加する。さらに、凹部215の内周面215Aに含まれる第3方向yを向く領域において、第1方向zの寸法が半導体装置A10の場合に対して増加する。
次に、半導体装置A10の作用効果について説明する。
半導体装置A10は、第1接合面211および凹部215を有する第1リード21と、第1接合部31および第1突起34を有するとともに、半導体素子10と第1リード21とを導通する導通部材30と、第1リード21と導通部材30とを導電接合する第1接合層61とを備える。第1接合層61の少なくとも一部は、凹部215に収容されている。第1方向zに視て、第1突起34は、凹部215に収容された第1接合層61に重なる。本構成とることにより、半導体装置A10の製造において導通部材30を第1リード21に導電接合させる際、凹部215に収容され、かつ溶融状態の第1接合層61には、内周面215Aから反力Rを受ける(図12参照)。反力Rは、第1方向zに対して直交する方向を向く。これにより、第1突起34は、反力Rが向く向きに第1接合層61とともに変位する。すなわち、第1突起34には、第1接合層61によるセルフアライメントが作用する。したがって、導通部材30が第1方向zの回りに回転しようとすると、当該回転とは逆回りのセルフアライメントが導通部材30に作用する。以上より、本構成によれば、半導体装置A10の製造の際、半導体素子10に対する導通部材30の回転を抑制することが可能となる。
導通部材30の第1突起34は、導通部材30の第1接合部31から第2方向xに突出している。この場合において、第1方向zに視て第1接合部31の長辺が第2方向xであれば、導通部材30に発生する第1方向zの回りのトルクが増加する。本構成をとることにより、導通部材30が第1方向zの回りに回転しようとすると、当該回転とは逆回りの回転力がより増加する。したがって、導通部材30の第1方向zの回りの回転を効果的に抑制できる。
第1リード21の凹部215の第3方向yにおける寸法bは、第1突起34の第3方向yにおける寸法B1よりも大きい。本構成をとることにより、第1方向zに視て、第1突起34の全体が、凹部215に収容された第1接合層61に重なる。これにより、第1突起34に作用するセルフアライメントの効果の損失を抑制できる。
第1リード21の凹部215は、第2方向xに延びている。第1方向zに視て、導通部材30の第1接合部31は、凹部215に収容された第1接合層61に重なる。本構成をとることにより、第1接合部31にも、第1接合層61によるセルフアライメントが作用する。したがって、導通部材30に作用するセルフアライメントの効果を向上させることができる。
上記の場合において、導通部材30の第1接合部31の第3方向yにおける寸法B2は、第1リード21の凹部215の第3方向yにおける寸法bよりも大きい。本構成をとることにより、半導体装置A10の製造において導通部材30を第1リード21に導電接合させる際、溶融状態の第1接合層61に起因した第1接合部31の凹部215への進入を防止できる。これにより、導通部材30の安定性を保つことができる。
導通部材30は、第2方向xにおいて第1接合部31を基準として第1突起34とは反対側に位置する第2突起35を有する。第2突起35は、第1接合部31から第2方向xに突出している。第1方向zに視て、第2突起35は、凹部215に収容された第1接合層61に重なる。本構成をとることにより、第2突起35にも、第1接合層61によるセルフアライメントが作用する。したがって、導通部材30に作用するセルフアライメントの効果を向上させることができる。
第1接合層61は、第1リード21の凹部215に収容された第1部611と、凹部215からはみ出した第2部612とを有する。第1突起34は、第3方向yを向く第1面341を有する。第2部612は、第1面341に接している。本構成をとることにより、第1突起34に対する第1接合層61の接触面積が増加する。これにより、第1接合層61に対する導通部材30の接合強度の向上を図ることができる。
第1突起34は、第1リード21の凹部215に対向する第2面342を有する。第2面342は、第1接合層61の第2部612に接している。本構成をとることにより、第2面342に接触する第1接合層61の第1方向zの寸法が拡大する。これにより、第1接合層61によるセルフアライメントに伴い、第1接合層61と第2面342との界面に作用するせん断応力がより増加する。したがって、導通部材30に作用するセルフアライメントの効果をより向上させることができる。
半導体装置A11においては、第1リード21の凹部215の第1方向zにおける寸法dは、凹部215の第3方向yにおける寸法bよりも大きい。本構成をとることにより、凹部215に収容された第1接合層61の第1方向zの寸法と、凹部215の内周面215Aに含まれる第3方向yを向く領域における第1方向zの寸法とが、半導体装置A10の場合に対して増加する。これにより、第1接合層61によるセルフアライメントに伴い、第1接合層61と第1突起34の第2面342との界面に作用するせん断応力がさらに増加する。したがって、導通部材30に作用するセルフアライメントの効果をさらに向上させることができる。
第1接合層61、第2接合層62および導電接合層29の組成は、錫を含む。本構成をとることにより、第1接合層61、第2接合層62および導電接合層29の各々の融点を比較的低く設定しつつ、これらの融点を互いに略等しくすることができる。これにより、第1リード21および半導体素子10の第1電極11の各々に導電接合する際、これらの導電接合と同時に半導体素子10をダイパッド23に接合することができる。
第1リード21は、第3方向yにおいて半導体素子10が位置する側とは反対側を向く第1端面213を有する。第1端面213は、封止樹脂50から露出している。本構成をとることにより、半導体装置A10を配線基板に実装する際、ハンダが第1リード21の第1実装面212と第1端面213に接触する。これにより、第1端面213を覆うハンダフィレットが形成される。したがって、配線基板に対する半導体装置A10の実装強度の向上を図ることができる。
ダイパッド23の裏面232は、封止樹脂50から露出している。これにより、半導体装置A10の放熱性を向上させることができる。
導通部材30の組成は、銅を含む。これにより、アルミニウムを組成に含むワイヤと比較して、導通部材30の電気抵抗を低減させることができる。このことは、半導体素子10により大きな電流を流すことに好適である。
第2実施形態:
図16~図18に基づき、本開示の第2実施形態にかかる半導体装置A20について説明する。これらの図において、先述した半導体装置A10と同一、または類似の要素には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。ここで、図16は、理解の便宜上、封止樹脂50を透過している。
図16~図18に基づき、本開示の第2実施形態にかかる半導体装置A20について説明する。これらの図において、先述した半導体装置A10と同一、または類似の要素には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。ここで、図16は、理解の便宜上、封止樹脂50を透過している。
半導体装置A20は、導通部材30の構成が、半導体装置A10の当該構成と異なる。
図16に示すように、導通部材30の第1突起34の中心C1は、導通部材30の第2突起35の中心C2から第3方向yにおいて間隔Dで離れている。ここで、中心C1は、第1方向zに視て第1突起34の外形がなす図形の図心に相当する。中心C2は、第1方向zに視て第2突起35の外形がなす図形の図心に相当する。これにより、中心C1および中心C2の各々は、導通部材30の第1接合部31の中心C0から第3方向yにおいて離れている。ここで、中心C0は、第1方向zに視て第1接合部31の外形がなす図形の図心に相当する。
図17に示すように、第1方向zに視て、導通部材30の第1突起34は、第1リード21の凹部215に収容された第1接合層61(第1部611)と、第1リード21の第1接合面211とに重なる。第1接合面211と、第1突起34の第2面342との間には、第1接合層61の第2部612が位置する。第2部612は、第1突起34の一対の第1面341のうち一方の第1面341に接している。
図18に示すように、導通部材30の第2突起35は、一対の第3面351と、第4面352とを有する。一対の第3面351は、第3方向yにおいて互いに反対側を向く。第4面352は、第1リード21の凹部215に対向している。第1接合層61の第2部612は、一対の第3面351のうち一方の第3面351に接している。凹部215の第3方向yにおける寸法bは、第2突起35の第3方向yにおける寸法B3よりも大きい。
図18に示すように、第1方向zに視て、導通部材30の第2突起35は、第1リード21の凹部215に収容された第1接合層61(第1部611)と、第1リード21の第1接合面211とに重なる。第1接合面211と、第2突起35の第4面352との間には、第1接合層61の第2部612が位置する。
次に、半導体装置A20の作用効果について説明する。
半導体装置A20は、第1接合面211および凹部215を有する第1リード21と、第1接合部31および第1突起34を有するとともに、半導体素子10と第1リード21とを導通する導通部材30と、第1リード21と導通部材30とを導電接合する第1接合層61とを備える。第1接合層61の少なくとも一部は、凹部215に収容されている。第1方向zに視て、第1突起34は、凹部215に収容された第1接合層61に重なる。したがって、本構成によれば、半導体装置A20の製造の際にも、半導体素子10に対する導通部材30の回転を抑制することが可能となる。さらに半導体装置A20が半導体装置A10と同様の構成を具備することによって、半導体装置A20においても当該構成にかかる作用効果を奏する。
半導体装置A20においては、第1方向zに視て、導通部材30の第1突起34の中心C1と、導通部材30の第2突起35の中心C2との各々は、導通部材30の第1接合部31の中心C0から第3方向yにおいて離れている。本構成をとることにより、中心C0から中心C1に至る距離と、中心C0から中心C2に至る距離の各々が、半導体装置A10の場合に対して増加する。これにより、導通部材30に発生する中心C0を軸心とする第1方向zの回りのトルクが、半導体装置A10の場合に対して増加する。したがって、導通部材30の第1方向zの回りの回転を、より効果的に抑制できる。
第3実施形態:
図19~図21に基づき、本開示の第3実施形態にかかる半導体装置A30について説明する。これらの図において、先述した半導体装置A10と同一、または類似の要素には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。ここで、図19は、理解の便宜上、封止樹脂50を透過している。
図19~図21に基づき、本開示の第3実施形態にかかる半導体装置A30について説明する。これらの図において、先述した半導体装置A10と同一、または類似の要素には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。ここで、図19は、理解の便宜上、封止樹脂50を透過している。
半導体装置A30は、導通部材30の構成が、半導体装置A10の当該構成と異なる。
図20および図21に示すように、導通部材30は、凸部36を有する。凸部36は、導通部材30の第1突起34の第2面342から第1方向zに突出している。さらに凸部36は、導通部材30の第1接合部31の対向面311から第1方向zに突出している。凸部36は、第1リード21の凹部215に収容されている。凸部36は、第1接合層61の第1部611に接している。図19に示すように、凸部36は、第2方向xに延びている。凸部36は、第1突起34および第2突起35と同様に、たとえばエッチング加工により形成される。
次に、半導体装置A30の作用効果について説明する。
半導体装置A30は、第1接合面211および凹部215を有する第1リード21と、第1接合部31および第1突起34を有するとともに、半導体素子10と第1リード21とを導通する導通部材30と、第1リード21と導通部材30とを導電接合する第1接合層61とを備える。第1接合層61の少なくとも一部は、凹部215に収容されている。第1方向zに視て、第1突起34は、凹部215に収容された第1接合層61に重なる。したがって、本構成によれば、半導体装置A30の製造の際にも、半導体素子10に対する導通部材30の回転を抑制することが可能となる。さらに半導体装置A30が半導体装置A10と同様の構成を具備することによって、半導体装置A30においても当該構成にかかる作用効果を奏する。
半導体装置A30においては、導通部材30は、第1接合部31および第1突起34から第1方向zに突出する凸部36を有する。凸部36は、第1リード21の凹部215に収容されている。本構成をとることにより、導通部材30が第1方向zの回りに回転しようとすると、凸部36が凹部215の内周面215Aに接触することにより、導通部材30の回転が規制される。したがって、導通部材30の第1方向zの回りの回転を、さらに効果的に抑制できる。
本開示は、先述した実施形態に限定されるものではない。本開示の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。
本開示は、以下の付記に記載した実施形態を含む。
付記1.
半導体素子と、
前記半導体素子から離れた第1リードと、
前記半導体素子と前記第1リードとを導通する導通部材と、
前記第1リードと前記導通部材とを導電接合する第1接合層と、を備え、
前記第1リードは、第1方向を向く接合面と、前記接合面から凹む凹部と、有し、
前記導通部材は、前記接合面に対向する第1接合部と、前記第1接合部から突出する第1突起と、を有し、
前記第1接合層の少なくとも一部は、前記凹部に収容されており、
前記第1方向に視て、前記第1突起は、前記凹部に収容された前記第1接合層に重なる、半導体装置。
付記2.
前記第1突起は、前記第1方向において前記接合面を基準として前記凹部とは反対側に位置する、付記1に記載の半導体装置。
付記3.
前記第1突起は、前記第1接合部から前記第1方向に対して直交する第2方向に突出している、付記2に記載の半導体装置。
付記4.
前記第1方向および前記第2方向に対して直交する第3方向における前記第1突起の寸法は、前記第1接合部の前記第3方向における寸法よりも小さい、付記3に記載の半導体装置。
付記5.
前記凹部の前記第3方向における寸法は、前記第1突起の前記第3方向における寸法よりも大きい、付記4に記載の半導体装置。
付記6.
前記第1接合部は、前記接合面に対向する対向面を有し、
前記第1突起は、前記対向面と面一である、付記4または5に記載の半導体装置。
付記7.
前記凹部は、前記第2方向に延びており、
前記第1方向に視て、前記第1接合部は、前記凹部に収容された前記第1接合層に重なる、付記4ないし6のいずれかに記載の半導体装置。
付記8.
前記第1接合部の前記第3方向における寸法は、前記凹部の前記第3方向における寸法よりも大きい、付記7に記載の半導体装置。
付記9.
前記凹部の前記第1方向における寸法は、前記凹部の前記第3方向における寸法よりも大きい、付記4ないし8のいずれかに記載の半導体装置。
付記10.
前記第1接合層は、前記凹部に収容された第1部と、前記凹部からはみ出した第2部と、を有し、
前記第1突起は、前記第3方向を向く第1面を有し、
前記第2部は、前記第1面に接している、付記4ないし9のいずれかに記載の半導体装置。
付記11.
前記第1突起は、前記凹部に対向する第2面を有し、
前記第2部は、前記第2面に接している、付記10に記載の半導体装置。
付記12.
前記導通部材は、前記第2方向において前記第1接合部を基準として前記第1突起とは反対側に位置する第2突起を有し、
前記第2突起は、前記第1接合部から前記第2方向に突出しており、
前記第1方向に視て、前記第2突起は、前記凹部に収容された前記第1接合層に重なる、付記3ないし11のいずれかに記載の半導体装置。
付記13.
前記半導体素子を搭載するダイパッドをさらに備え、
前記半導体素子は、前記第1方向において前記ダイパッドに対向する側とは反対側に位置する第1電極を有し、
前記導通部材は、前記半導体素子に対向する第2接合部を有し、
前記第2接合部は、前記第1方向において前記第1電極に対向する側を向く主面と、前記第1方向に対して直交する方向において前記主面と前記第1接合部との間に位置する傾斜面と、を有し、
前記傾斜面は、前記第1方向において前記半導体素子から離れる側に前記主面に対して傾斜しており、
前記第1電極と前記第2接合部とを導電接合する第2接合層をさらに備え、
前記第2接合層は、前記主面および前記傾斜面に接している、付記1ないし12のいずれかに記載の半導体装置。
付記14.
前記半導体素子は、前記第1方向において前記第1電極とは反対側に位置する第2電極を有し、
前記第2電極は、前記ダイパッドに導電接合されている、付記13に記載の半導体装置。
付記15.
第2リードをさらに備え、
前記半導体素子は、前記第1方向において前記第1電極とは同じ側に位置するゲート電極を有し、
前記第2リードは、前記ゲート電極に導通している、付記14に記載の半導体装置。
付記16.
前記ダイパッドおよび前記第1リードの各々の一部と、前記半導体素子および前記導通部材と、を覆う封止樹脂をさらに備え、
前記ダイパッドは、前記第1方向において前記半導体素子が位置する側とは反対側を向く裏面を有し、
前記第1リードは、前記第1方向において前記接合面とは反対側を向く実装面を有し、
前記裏面および前記実装面は、前記封止樹脂から露出している、付記13ないし15のいずれかに記載の半導体装置。
付記17.
前記第1リードは、前記第1方向に対して直交する方向において前記半導体素子が位置する側とは反対側を向く端面を有し、
前記端面は、前記封止樹脂から露出している、付記16に記載の半導体装置。
付記1.
半導体素子と、
前記半導体素子から離れた第1リードと、
前記半導体素子と前記第1リードとを導通する導通部材と、
前記第1リードと前記導通部材とを導電接合する第1接合層と、を備え、
前記第1リードは、第1方向を向く接合面と、前記接合面から凹む凹部と、有し、
前記導通部材は、前記接合面に対向する第1接合部と、前記第1接合部から突出する第1突起と、を有し、
前記第1接合層の少なくとも一部は、前記凹部に収容されており、
前記第1方向に視て、前記第1突起は、前記凹部に収容された前記第1接合層に重なる、半導体装置。
付記2.
前記第1突起は、前記第1方向において前記接合面を基準として前記凹部とは反対側に位置する、付記1に記載の半導体装置。
付記3.
前記第1突起は、前記第1接合部から前記第1方向に対して直交する第2方向に突出している、付記2に記載の半導体装置。
付記4.
前記第1方向および前記第2方向に対して直交する第3方向における前記第1突起の寸法は、前記第1接合部の前記第3方向における寸法よりも小さい、付記3に記載の半導体装置。
付記5.
前記凹部の前記第3方向における寸法は、前記第1突起の前記第3方向における寸法よりも大きい、付記4に記載の半導体装置。
付記6.
前記第1接合部は、前記接合面に対向する対向面を有し、
前記第1突起は、前記対向面と面一である、付記4または5に記載の半導体装置。
付記7.
前記凹部は、前記第2方向に延びており、
前記第1方向に視て、前記第1接合部は、前記凹部に収容された前記第1接合層に重なる、付記4ないし6のいずれかに記載の半導体装置。
付記8.
前記第1接合部の前記第3方向における寸法は、前記凹部の前記第3方向における寸法よりも大きい、付記7に記載の半導体装置。
付記9.
前記凹部の前記第1方向における寸法は、前記凹部の前記第3方向における寸法よりも大きい、付記4ないし8のいずれかに記載の半導体装置。
付記10.
前記第1接合層は、前記凹部に収容された第1部と、前記凹部からはみ出した第2部と、を有し、
前記第1突起は、前記第3方向を向く第1面を有し、
前記第2部は、前記第1面に接している、付記4ないし9のいずれかに記載の半導体装置。
付記11.
前記第1突起は、前記凹部に対向する第2面を有し、
前記第2部は、前記第2面に接している、付記10に記載の半導体装置。
付記12.
前記導通部材は、前記第2方向において前記第1接合部を基準として前記第1突起とは反対側に位置する第2突起を有し、
前記第2突起は、前記第1接合部から前記第2方向に突出しており、
前記第1方向に視て、前記第2突起は、前記凹部に収容された前記第1接合層に重なる、付記3ないし11のいずれかに記載の半導体装置。
付記13.
前記半導体素子を搭載するダイパッドをさらに備え、
前記半導体素子は、前記第1方向において前記ダイパッドに対向する側とは反対側に位置する第1電極を有し、
前記導通部材は、前記半導体素子に対向する第2接合部を有し、
前記第2接合部は、前記第1方向において前記第1電極に対向する側を向く主面と、前記第1方向に対して直交する方向において前記主面と前記第1接合部との間に位置する傾斜面と、を有し、
前記傾斜面は、前記第1方向において前記半導体素子から離れる側に前記主面に対して傾斜しており、
前記第1電極と前記第2接合部とを導電接合する第2接合層をさらに備え、
前記第2接合層は、前記主面および前記傾斜面に接している、付記1ないし12のいずれかに記載の半導体装置。
付記14.
前記半導体素子は、前記第1方向において前記第1電極とは反対側に位置する第2電極を有し、
前記第2電極は、前記ダイパッドに導電接合されている、付記13に記載の半導体装置。
付記15.
第2リードをさらに備え、
前記半導体素子は、前記第1方向において前記第1電極とは同じ側に位置するゲート電極を有し、
前記第2リードは、前記ゲート電極に導通している、付記14に記載の半導体装置。
付記16.
前記ダイパッドおよび前記第1リードの各々の一部と、前記半導体素子および前記導通部材と、を覆う封止樹脂をさらに備え、
前記ダイパッドは、前記第1方向において前記半導体素子が位置する側とは反対側を向く裏面を有し、
前記第1リードは、前記第1方向において前記接合面とは反対側を向く実装面を有し、
前記裏面および前記実装面は、前記封止樹脂から露出している、付記13ないし15のいずれかに記載の半導体装置。
付記17.
前記第1リードは、前記第1方向に対して直交する方向において前記半導体素子が位置する側とは反対側を向く端面を有し、
前記端面は、前記封止樹脂から露出している、付記16に記載の半導体装置。
A10,A20,A30:半導体装置 10:半導体素子
11:第1電極 12:第2電極
13:ゲート電極 21:第1リード
211:第1接合面 212:第1実装面
213:第1端面 214:第1薄肉部
214A:中間面 214B:露出面
215:凹部 215A:内周面
22:第2リード 221:第2接合面
222:第2実装面 223:第2端面
224:第2薄肉部 224A:中間面
224B:露出面 23:ダイパッド
231:搭載面 232:裏面
233:第3端面 234:第3薄肉部
234A:中間面 234B:露出面
29:導電接合層 30:導通部材
31:第1接合部 311:対向面
32:第2接合部 321:主面
322:第1傾斜面 323:第2傾斜面
33:中間部 34:第1突起
341:第1面 342:第2面
35:第2突起 351:第3面
352:第4面 36:凸部
40:ワイヤ 50:封止樹脂
51:頂面 52:底面
53:第1側面 54:第2側面
61:第1接合層 611:第1部
612:第2部 62:第2接合層
z:第1方向 x:第2方向
y:第3方向
11:第1電極 12:第2電極
13:ゲート電極 21:第1リード
211:第1接合面 212:第1実装面
213:第1端面 214:第1薄肉部
214A:中間面 214B:露出面
215:凹部 215A:内周面
22:第2リード 221:第2接合面
222:第2実装面 223:第2端面
224:第2薄肉部 224A:中間面
224B:露出面 23:ダイパッド
231:搭載面 232:裏面
233:第3端面 234:第3薄肉部
234A:中間面 234B:露出面
29:導電接合層 30:導通部材
31:第1接合部 311:対向面
32:第2接合部 321:主面
322:第1傾斜面 323:第2傾斜面
33:中間部 34:第1突起
341:第1面 342:第2面
35:第2突起 351:第3面
352:第4面 36:凸部
40:ワイヤ 50:封止樹脂
51:頂面 52:底面
53:第1側面 54:第2側面
61:第1接合層 611:第1部
612:第2部 62:第2接合層
z:第1方向 x:第2方向
y:第3方向
Claims (17)
- 半導体素子と、
前記半導体素子から離れた第1リードと、
前記半導体素子と前記第1リードとを導通する導通部材と、
前記第1リードと前記導通部材とを導電接合する第1接合層と、を備え、
前記第1リードは、第1方向を向く接合面と、前記接合面から凹む凹部と、有し、
前記導通部材は、前記接合面に対向する第1接合部と、前記第1接合部から突出する第1突起と、を有し、
前記第1接合層の少なくとも一部は、前記凹部に収容されており、
前記第1方向に視て、前記第1突起は、前記凹部に収容された前記第1接合層に重なる、半導体装置。 - 前記第1突起は、前記第1方向において前記接合面を基準として前記凹部とは反対側に位置する、請求項1に記載の半導体装置。
- 前記第1突起は、前記第1接合部から前記第1方向に対して直交する第2方向に突出している、請求項2に記載の半導体装置。
- 前記第1方向および前記第2方向に対して直交する第3方向における前記第1突起の寸法は、前記第1接合部の前記第3方向における寸法よりも小さい、請求項3に記載の半導体装置。
- 前記凹部の前記第3方向における寸法は、前記第1突起の前記第3方向における寸法よりも大きい、請求項4に記載の半導体装置。
- 前記第1接合部は、前記接合面に対向する対向面を有し、
前記第1突起は、前記対向面と面一である、請求項4または5に記載の半導体装置。 - 前記凹部は、前記第2方向に延びており、
前記第1方向に視て、前記第1接合部は、前記凹部に収容された前記第1接合層に重なる、請求項4ないし6のいずれかに記載の半導体装置。 - 前記第1接合部の前記第3方向における寸法は、前記凹部の前記第3方向における寸法よりも大きい、請求項7に記載の半導体装置。
- 前記凹部の前記第1方向における寸法は、前記凹部の前記第3方向における寸法よりも大きい、請求項4ないし8のいずれかに記載の半導体装置。
- 前記第1接合層は、前記凹部に収容された第1部と、前記凹部からはみ出した第2部と、を有し、
前記第1突起は、前記第3方向を向く第1面を有し、
前記第2部は、前記第1面に接している、請求項4ないし9のいずれかに記載の半導体装置。 - 前記第1突起は、前記凹部に対向する第2面を有し、
前記第2部は、前記第2面に接している、請求項10に記載の半導体装置。 - 前記導通部材は、前記第2方向において前記第1接合部を基準として前記第1突起とは反対側に位置する第2突起を有し、
前記第2突起は、前記第1接合部から前記第2方向に突出しており、
前記第1方向に視て、前記第2突起は、前記凹部に収容された前記第1接合層に重なる、請求項3ないし11のいずれかに記載の半導体装置。 - 前記半導体素子を搭載するダイパッドをさらに備え、
前記半導体素子は、前記第1方向において前記ダイパッドに対向する側とは反対側に位置する第1電極を有し、
前記導通部材は、前記半導体素子に対向する第2接合部を有し、
前記第2接合部は、前記第1方向において前記第1電極に対向する側を向く主面と、前記第1方向に対して直交する方向において前記主面と前記第1接合部との間に位置する傾斜面と、を有し、
前記傾斜面は、前記第1方向において前記半導体素子から離れる側に前記主面に対して傾斜しており、
前記第1電極と前記第2接合部とを導電接合する第2接合層をさらに備え、
前記第2接合層は、前記主面および前記傾斜面に接している、請求項1ないし12のいずれかに記載の半導体装置。 - 前記半導体素子は、前記第1方向において前記第1電極とは反対側に位置する第2電極を有し、
前記第2電極は、前記ダイパッドに導電接合されている、請求項13に記載の半導体装置。 - 第2リードをさらに備え、
前記半導体素子は、前記第1方向において前記第1電極とは同じ側に位置するゲート電極を有し、
前記第2リードは、前記ゲート電極に導通している、請求項14に記載の半導体装置。 - 前記ダイパッドおよび前記第1リードの各々の一部と、前記半導体素子および前記導通部材と、を覆う封止樹脂をさらに備え、
前記ダイパッドは、前記第1方向において前記半導体素子が位置する側とは反対側を向く裏面を有し、
前記第1リードは、前記第1方向において前記接合面とは反対側を向く実装面を有し、
前記裏面および前記実装面は、前記封止樹脂から露出している、請求項13ないし15のいずれかに記載の半導体装置。 - 前記第1リードは、前記第1方向に対して直交する方向において前記半導体素子が位置する側とは反対側を向く端面を有し、
前記端面は、前記封止樹脂から露出している、請求項16に記載の半導体装置。
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- 2023-03-09 WO PCT/JP2023/008997 patent/WO2023181957A1/ja unknown
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