WO2024106219A1 - 半導体装置 - Google Patents
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- H01L21/50—Assembly of semiconductor devices using processes or apparatus not provided for in a single one of the subgroups H01L21/06 - H01L21/326, e.g. sealing of a cap to a base of a container
- H01L21/60—Attaching or detaching leads or other conductive members, to be used for carrying current to or from the device in operation
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- 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
- This disclosure relates to a semiconductor device.
- Patent Document 1 discloses an example of such a semiconductor device.
- the semiconductor device disclosed in this document comprises a first wiring layer and a second wiring layer that are separated from each other, a first semiconductor element conductively bonded to the first wiring layer, a second semiconductor element conductively bonded to the second wiring layer and conducting to the first semiconductor element, and a first terminal conducting to the second semiconductor element.
- the semiconductor device further comprises a first gate wiring layer disposed on the first wiring layer, and a gate wire conductively bonded to the first semiconductor element and the first gate wiring layer.
- the first terminal covers the first gate wiring layer and the gate wire. Therefore, in manufacturing the semiconductor device, the gate wire is conductively bonded to the first semiconductor element and the first gate wiring layer using a bonding tool, and then the first terminal is placed.
- a bonding tool may be used to conductively bond the gate wire to the first semiconductor element and the first gate wiring layer. If this manufacturing process is used to miniaturize the semiconductor device, the bonding tool may interfere with the first terminal when conductively bonding the gate wire to the first gate wiring layer. If the bonding tool interferes with the first terminal, sufficient compressive force will not be applied to the portion of the gate wire that contacts the first gate wiring layer, which may result in poor bonding of the gate wire to the first gate wiring layer.
- An object of the present disclosure is to provide a semiconductor device that is an improvement over conventional semiconductor devices.
- an object of the present disclosure is to provide a semiconductor device that can reduce the possibility of poor bonding of conductive members to wiring.
- the semiconductor device provided by the first aspect of the present disclosure includes a first conductive layer having a first main surface facing a first direction, a first semiconductor element bonded to the first main surface, a second conductive layer having a second main surface facing the same side as the first main surface in the first direction and spaced from the first conductive layer in a second direction perpendicular to the first direction, a second semiconductor element bonded to the second main surface, a first gate wiring located on the opposite side of the second semiconductor element relative to the first semiconductor element in the second direction and disposed on the first main surface, a first terminal conductive to the second semiconductor element, and a first conductive member conductively bonded to the first semiconductor element and the first gate wiring.
- the first terminal includes an internal connection portion located closest to the second semiconductor element, an intermediate portion connected to the internal connection portion, and an external connection portion located on the opposite side of the internal connection portion relative to the intermediate portion in the second direction and connected to the intermediate portion.
- the intermediate portion is located on the opposite side of the first semiconductor element with respect to the first gate wiring in the second direction.
- the internal connection portion includes a first surface that faces the same side as the first main surface in the first direction.
- the intermediate portion includes a second surface that is connected to the first surface. A normal direction of the second surface intersects with the first direction.
- the above configuration can reduce the possibility of poor bonding of conductive members to wiring, for example, in semiconductor devices.
- FIG. 1 is a plan view of a semiconductor device according to a first embodiment of the present disclosure, seen through a sealing resin.
- FIG. 2 is a bottom view of the semiconductor device shown in FIG.
- FIG. 3 is a left side view of the semiconductor device shown in FIG.
- FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG.
- FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line VV in FIG.
- 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 cross-sectional view taken along line IX-IX in FIG.
- FIG. 1 is a plan view of a semiconductor device according to a first embodiment of the present disclosure, seen through a sealing resin.
- FIG. 2 is a bottom view of the semiconductor device shown in FIG.
- FIG. 10 is a cross-sectional view taken along line XX in FIG.
- FIG. 11 is a cross-sectional view taken along line XI-XI of FIG.
- FIG. 12 is a partially enlarged view of FIG.
- FIG. 13 is a partially enlarged cross-sectional view of a semiconductor device according to a first modified example of the first embodiment of the present disclosure.
- FIG. 14 is a partially enlarged cross-sectional view of a semiconductor device according to a second modified example of the first embodiment of the present disclosure.
- FIG. 15 is a plan view of the semiconductor device according to the second embodiment of the present disclosure, seen through the sealing resin.
- FIG. 16 is a cross-sectional view taken along line XVI-XVI in FIG.
- FIG. 17 is a cross-sectional view taken along line XVII-XVII in FIG.
- the semiconductor device A10 may include a pair of base materials 10, a first conductive layer 11, a second conductive layer 12, a plurality of first semiconductor elements 21, a plurality of second semiconductor elements 22, a first terminal 31, a second terminal 32, a third terminal 33, and a sealing resin 50.
- the semiconductor device A10 may further include a first insulating layer 13, a first gate lead 14, a first detection lead 15, a plurality of first conductive members 41, a plurality of second conductive members 42, a plurality of third conductive members 43, and a plurality of fourth conductive members 44.
- the semiconductor device A10 may further include a second insulating layer 16, a second gate lead 17, a second detection lead 18, a plurality of fifth conductive members 45, and a plurality of sixth conductive members 46.
- FIG. 1 shows the sealing resin 50 in a see-through manner.
- the outer shape of the sealing resin 50 seen through is shown by an imaginary line (a two-dot chain line).
- the line IV-IV, the line V-V, and the line VI-VI are each shown by a dashed dot line.
- first direction z the normal direction of the first main surface 111 of the first conductive layer 11 (described below) is referred to as the "first direction z.”
- second direction x One direction perpendicular to the first direction z
- third direction y A direction perpendicular to both the first direction z and the second direction x is referred to as the "third direction y.”
- the semiconductor device A10 can convert DC power applied to the first terminal 31 and the second terminal 32 into AC power using a plurality of first semiconductor elements 21 and a plurality of second semiconductor elements 22.
- the converted AC power can be input to a power supply target such as a motor from the third terminal 33.
- the semiconductor device A10 can form part of a power conversion circuit such as an inverter.
- each of the pair of substrates 10 may be located on the opposite side of the first semiconductor elements 21 and the second semiconductor elements 22 in the first direction z with respect to the first conductive layer 11 and the second conductive layer 12.
- the pair of substrates 10 may individually support the first conductive layer 11 and the second conductive layer 12.
- each of the pair of substrates 10 may be composed of a DBC (Direct Bonded Copper) substrate.
- each of the pair of substrates 10 may include a substrate 101, a support layer 102, and a heat dissipation layer 103.
- the pair of substrates 10 may be covered with a sealing resin 50 except for a portion of the heat dissipation layer 103.
- the substrate 101 may include a portion located between the support layer 102 and the heat dissipation layer 103 in the first direction z.
- the substrate 101 may be made of a material with a relatively high thermal conductivity.
- the substrate 101 may be made of ceramics including aluminum nitride (AlN), for example.
- AlN aluminum nitride
- the dimension of the substrate 101 in the first direction z may be smaller than the dimension of each of the first conductive layer 11 and the second conductive layer 12 in the first direction z.
- the support layer 102 may be located between the substrate 101 and the first conductive layer 11, or between the substrate 101 and the second conductive layer 12 in the first direction z.
- the composition of the support layer 102 may include copper (Cu).
- the support layer 102 When viewed in the first direction z, the support layer 102 may be surrounded by the periphery of the substrate 101.
- the heat dissipation layer 103 may be located on the opposite side to the support layer 102 with respect to the substrate 101 in the first direction z. As shown in Figure 4, the heat dissipation layer 103 may be exposed to the outside from the sealing resin 50. When using the semiconductor device A10, a heat sink (not shown) may be bonded to the heat dissipation layer 103.
- the composition of the heat dissipation layer 103 may include copper. When viewed in the first direction z, the heat dissipation layer 103 may be surrounded by the periphery of the substrate 101.
- the first conductive layer 11 and the second conductive layer 12 may be individually bonded to the support layer 102 of each of the pair of substrates 10, for example, via solder.
- the composition of the first conductive layer 11 and the second conductive layer 12 may include copper.
- the second conductive layer 12 may be located away from the first conductive layer 11 in the second direction x.
- the first conductive layer 11 may have a first main surface 111 that faces the opposite side to the side on which the pair of substrates 10 are located, with the first conductive layer 11 as a reference, in the first direction z.
- the first main surface 111 may face the multiple first semiconductor elements 21.
- the second conductive layer 12 may have a second main surface 121 that faces the same side as the first main surface 111 in the first direction z.
- the second main surface 121 may face the multiple second semiconductor elements 22.
- the first semiconductor elements 21 may be bonded to the first main surface 111 of the first conductive layer 11 as shown in FIG. 4 and FIG. 5.
- the first semiconductor elements 21 may all be the same type of element.
- the first semiconductor elements 21 (or at least one of the first semiconductor elements 21) may be, for example, MOSFETs (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistors).
- MOSFETs Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistors
- the first semiconductor elements 21 (or at least one of the first semiconductor elements 21) may be field effect transistors including MISFETs (Metal-Insulator-Semiconductor Field-Effect Transistors) or bipolar transistors such as IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors).
- the first semiconductor elements 21 are n-channel MOSFETs with a vertical structure, but the present disclosure is not limited to this.
- the first semiconductor elements 21 (or at least one of the first semiconductor elements 21) may include a compound semiconductor substrate.
- the composition of the compound semiconductor substrate may include silicon carbide (SiC).
- the first semiconductor elements 21 may be arranged, for example, along the third direction y.
- Each of the multiple first semiconductor elements 21 may have a first back surface electrode 211, a first main surface electrode 212, and a first gate electrode 213.
- the first back surface electrode 211 may face the first main surface 111 of the first conductive layer 11.
- the first back surface electrode 211 may be configured to carry a current corresponding to the power before being converted by the first semiconductor element 21.
- the first back surface electrode 211 may correspond to the drain electrode of the first semiconductor element 21.
- the first back surface electrode 211 may be conductively bonded to the first main surface 111 via the conductive bonding layer 29.
- the first back surface electrode 211 of each of the multiple first semiconductor elements 21 may be electrically connected to the first conductive layer 11.
- the conductive bonding layer 29 may be, for example, solder.
- the conductive bonding layer 29 may be, for example, a sintered metal containing silver.
- the first principal surface electrode 212 may be located on the opposite side to the first back surface electrode 211 in the first direction z. A current corresponding to the power converted by the first semiconductor element 21 may flow through the first principal surface electrode 212. In other words, the first principal surface electrode 212 may correspond to the source electrode of the first semiconductor element 21.
- the first gate electrode 213 may be located on the same side as the first principal surface electrode 212 in the first direction z.
- a gate voltage for driving the first semiconductor element 21 may be applied to the first gate electrode 213.
- the area of the first gate electrode 213 may be smaller than the area of the first principal surface electrode 212.
- the multiple second semiconductor elements 22 may be bonded to the second main surface 121 of the second conductive layer 12, as shown in Figures 4 to 6.
- the multiple second semiconductor elements 22 may be the same type of element as the multiple first semiconductor elements 21.
- the multiple second semiconductor elements 22 (or at least one of the second semiconductor elements 22) may be an n-channel type MOSFET with a vertical structure.
- the multiple second semiconductor elements 22 may be arranged, for example, along the third direction y.
- Each of the multiple second semiconductor elements 22 may have a second back surface electrode 221, a second main surface electrode 222, and a second gate electrode 223.
- the second back surface electrode 221 may face the second main surface 121 of the second conductive layer 12.
- a current corresponding to the power before being converted by the second semiconductor element 22 may flow through the second back surface electrode 221.
- the second back surface electrode 221 may correspond to the drain electrode of the second semiconductor element 22.
- the second back surface electrode 221 may be conductively bonded to the second main surface 121 via the conductive bonding layer 29.
- the second back surface electrode 221 of each of the multiple second semiconductor elements 22 may be conductive to the second conductive layer 12.
- the second principal surface electrode 222 may be located on the opposite side to the second back surface electrode 221 in the first direction z. A current corresponding to the power converted by the second semiconductor element 22 may flow through the second principal surface electrode 222.
- the second principal surface electrode 222 may correspond to the source electrode of the second semiconductor element 22.
- the second gate electrode 223 may be located on the same side as the second principal surface electrode 222 in the first direction z.
- a gate voltage for driving the second semiconductor element 22 may be applied to the second gate electrode 223.
- the area of the second gate electrode 223 may be smaller than the area of the second principal surface electrode 222.
- the first gate lead 14 may be mounted on the first insulating layer 13 as shown in FIG. 1 and FIG. 7.
- the first gate lead 14 may be made of a material including, for example, copper or a copper alloy.
- the first gate lead 14 may include a first gate wiring 141, a first gate terminal 142, and a connecting portion 143.
- the first gate wiring 141 may be mounted on the first insulating layer 13. That is, the first gate wiring 141 may be disposed on the first main surface 111 of the first conductive layer 11. The first gate wiring 141 may be in contact with the first insulating layer 13. The first gate wiring 141 may be located on the opposite side of the multiple second semiconductor elements 22 with respect to the multiple first semiconductor elements 21 in the second direction x. The first gate wiring 141 may be in a form extending in the third direction y. The first gate wiring 141 may be electrically connected to the first gate electrode 213 of each of the multiple first semiconductor elements 21.
- the maximum static friction coefficient between the first insulating layer 13 and the first main surface 111 of the first conductive layer 11 can be greater than the maximum static friction coefficient between the first main surface 111 and the first gate wiring 141.
- the maximum static friction coefficient between the first insulating layer 13 and the first gate wiring 141 can be greater than the maximum static friction coefficient between the first main surface 111 and the first gate wiring 141.
- the first gate terminal 142 may be located farther from the first insulating layer 13 in the first direction z than the first gate wiring 141. As shown in FIGS. 3 and 7, the first gate terminal 142 may include a portion that stands up in the first direction z. This portion may be exposed to the outside from the sealing resin 50. A gate voltage for driving each of the multiple first semiconductor elements 21 may be applied to the first gate terminal 142.
- the connecting portion 143 may connect the first gate wiring 141 and the first gate terminal 142. When viewed in the second direction x, the connecting portion 143 may be bent in the first direction z. The connecting portion 143 may be located away from the first insulating layer 13.
- the first detection lead 15 may be mounted on the first insulating layer 13 as shown in FIG. 1 and FIG. 8. The first detection lead 15 may be located next to the first gate lead 14 in the second direction x.
- the first detection lead 15 may be made of a material including, for example, copper or a copper alloy.
- the first detection lead 15 may include a first detection wiring 151, a first detection terminal 152, and a connecting portion 153.
- the first detection wiring 151 may be mounted on the first insulating layer 13. That is, the first detection wiring 151 may be disposed on the first main surface 111 of the first conductive layer 11. The first detection wiring 151 may be in contact with the first insulating layer 13. The first detection wiring 151 may be located between the first gate wiring 141 of the first gate lead 14 and the intermediate portion 312 of the first terminal 31 (described later) in the second direction x. The first detection wiring 151 may be in a form extending in the third direction y. The first detection wiring 151 may be electrically connected to the first main surface electrode 212 of each of the multiple first semiconductor elements 21.
- the maximum static friction coefficient between the first insulating layer 13 and the first main surface 111 of the first conductive layer 11 can be greater than the maximum static friction coefficient between the first main surface 111 and the first detection wiring 151.
- the maximum static friction coefficient between the first insulating layer 13 and the first detection wiring 151 can be greater than the maximum static friction coefficient between the first main surface 111 and the first detection wiring 151.
- the first detection terminal 152 may be located farther from the first insulating layer 13 in the first direction z than the first detection wiring 151. As shown in FIGS. 3 and 8, the first detection terminal 152 may include a portion that stands up in the first direction z. This portion may be exposed to the outside from the sealing resin 50. A voltage of equal potential to the voltage applied to the first principal surface electrodes 212 of each of the multiple first semiconductor elements 21 may be applied to the first detection terminal 152.
- the connecting portion 153 may connect the first detection wiring 151 and the first detection terminal 152 to each other.
- the connecting portion 153 When viewed in the second direction x, the connecting portion 153 may be bent in the first direction z.
- the connecting portion 153 may be located away from the first insulating layer 13.
- each of the multiple first conductive members 41 can be conductively bonded to the first gate electrode 213 of any of the multiple first semiconductor elements 21 and the first gate wiring 141 of the first gate lead 14.
- the first gate electrode 213 of each of the multiple first semiconductor elements 21 can be conductive to the first gate lead 14.
- each of the multiple first conductive members 41 can be a wire.
- Each of the multiple first conductive members 41 can be conductively bonded to the first gate electrode 213 by ball bonding.
- Each of the multiple first conductive members 41 can be conductively bonded to the first gate wiring 141 by wedge bonding.
- the composition of the multiple first conductive members 41 can include gold (Au).
- the composition of the multiple first conductive members 41 can include at least one of copper and aluminum (Al), for example.
- each of the multiple second conductive members 42 may be conductively joined to the first main surface electrode 212 of any of the multiple first semiconductor elements 21 and the first detection wiring 151 of the first detection lead 15.
- the first main surface electrode 212 of each of the multiple first semiconductor elements 21 may be conductive to the first detection lead 15.
- each of the multiple second conductive members 42 may be, for example, a wire.
- Each of the multiple second conductive members 42 may be conductively joined to the first main surface electrode 212 by ball bonding.
- Each of the multiple second conductive members 42 may be conductively joined to the first detection wiring 151 by wedge bonding.
- the composition of the multiple second conductive members 42 may include aluminum.
- the composition of the multiple second conductive members 42 may include, for example, copper.
- the second insulating layer 16 may be disposed on the second main surface 121 of the second conductive layer 12, as shown in Figures 4 to 6, 9, and 10. As shown in Figure 1, the second insulating layer 16 may be located between the third terminal 33 and the multiple second semiconductor elements 22 in the second direction x. The second insulating layer 16 may extend in the third direction y. The second insulating layer 16 may be in contact with the second main surface 121.
- the second insulating layer 16 may be made of an insulating material, for example, including an epoxy resin.
- the second insulating layer 16 may be made of a core material made of a conductive material such as metal, and a coating layer made of an insulating material provided on the surface of the core material. When the second insulating layer 16 is made of an insulating material, the glass transition point of the second insulating layer 16 may be higher than the glass transition point of the sealing resin 50.
- the second gate lead 17 may be mounted on the second insulating layer 16 as shown in FIG. 1 and FIG. 9.
- the second gate lead 17 may be made of a material including, for example, copper or a copper alloy.
- the second gate lead 17 may include a second gate wiring 171, a second gate terminal 172, and a connecting portion 173.
- the second gate wiring 171 may be mounted on the second insulating layer 16.
- the second gate wiring 171 may be disposed on the second main surface 121 of the second conductive layer 12.
- the second gate wiring 171 may be in contact with the second insulating layer 16.
- the second gate wiring 171 may be located between the third terminal 33 and the multiple second semiconductor elements 22 in the second direction x.
- the second gate wiring 171 may be in a form extending in the third direction y.
- the second gate wiring 171 may be conductive to the second gate electrode 223 of each of the multiple second semiconductor elements 22.
- the maximum static friction coefficient between the second insulating layer 16 and the second main surface 121 of the second conductive layer 12 can be greater than the maximum static friction coefficient between the second main surface 121 and the second gate wiring 171.
- the maximum static friction coefficient between the second insulating layer 16 and the second gate wiring 171 can be greater than the maximum static friction coefficient between the second main surface 121 and the second gate wiring 171.
- the second gate terminal 172 may be located farther from the second insulating layer 16 in the first direction z than the second gate wiring 171. As shown in FIGS. 3 and 9, the second gate terminal 172 may include a portion that stands up in the first direction z. This portion may be exposed to the outside from the sealing resin 50. A gate voltage for driving each of the multiple second semiconductor elements 22 may be applied to the second gate terminal 172.
- the connecting portion 173 may connect the second gate wiring 171 and the second gate terminal 172 to each other.
- the connecting portion 173 When viewed in the second direction x, the connecting portion 173 may be bent in the first direction z.
- the connecting portion 173 may be located away from the second insulating layer 16.
- the second detection lead 18 may be mounted on the second insulating layer 16 as shown in FIG. 1 and FIG. 10.
- the second detection lead 18 may be located next to the second gate lead 17 in the second direction x.
- the second detection lead 18 may be made of a material including, for example, copper or a copper alloy.
- the second detection lead 18 may include a second detection wiring 181, a second detection terminal 182, and a connecting portion 183.
- the second detection wiring 181 may be mounted on the second insulating layer 16.
- the second detection wiring 181 may be disposed on the second main surface 121 of the second conductive layer 12.
- the second detection wiring 181 may be in contact with the second insulating layer 16.
- the second detection wiring 181 may be located between the third terminal 33 and the second gate wiring 171 of the second gate lead 17 in the second direction x.
- the second detection wiring 181 may be in a form extending in the third direction y.
- the second detection wiring 181 may be conductive to the second main surface electrode 222 of each of the multiple second semiconductor elements 22.
- the maximum static friction coefficient between the second insulating layer 16 and the second main surface 121 of the second conductive layer 12 can be greater than the maximum static friction coefficient between the second main surface 121 and the second detection wiring 181.
- the maximum static friction coefficient between the second insulating layer 16 and the second detection wiring 181 can be greater than the maximum static friction coefficient between the second main surface 121 and the second detection wiring 181.
- the second detection terminal 182 may be located farther from the second insulating layer 16 in the first direction z than the second detection wiring 181. As shown in FIGS. 3 and 10, the second detection terminal 182 may include a portion that stands up in the first direction z. This portion may be exposed to the outside from the sealing resin 50. A voltage that is equipotential with the voltage applied to the second principal surface electrode 222 of each of the multiple second semiconductor elements 22 may be applied to the second detection terminal 182.
- the connecting portion 183 connects the second detection wiring 181 and the second detection terminal 182 to each other.
- the connecting portion 183 can bend in the first direction z.
- each of the plurality of fifth conductive members 45 may be conductively bonded to the second gate electrode 223 of any one of the plurality of second semiconductor elements 22 and the second gate wiring 171 of the second gate lead 17.
- the second gate electrode 223 of each of the plurality of second semiconductor elements 22 may be conductive to the second gate lead 17.
- each of the plurality of fifth conductive members 45 may be, for example, a wire.
- Each of the plurality of fifth conductive members 45 may be conductively bonded to the second gate electrode 223 by ball bonding.
- Each of the plurality of fifth conductive members 45 may be conductively bonded to the second gate wiring 171 by wedge bonding.
- the composition of the plurality of fifth conductive members 45 may include gold.
- the composition of the plurality of first conductive members 41 may include, for example, at least one of copper and aluminum.
- each of the plurality of sixth conductive members 46 may be conductively joined to the second principal surface electrode 222 of any of the plurality of second semiconductor elements 22 and the second detection wiring 181 of the second detection lead 18.
- the second principal surface electrode 222 of each of the plurality of second semiconductor elements 22 may be conductively connected to the second detection lead 18.
- each of the plurality of sixth conductive members 46 may be, for example, a wire.
- Each of the plurality of sixth conductive members 46 may be conductively joined to the second principal surface electrode 222 by ball bonding.
- Each of the plurality of sixth conductive members 46 may be conductively joined to the second detection wiring 181 by wedge bonding.
- the composition of the plurality of sixth conductive members 46 may include aluminum.
- the composition of the plurality of sixth conductive members 46 may include, for example, copper.
- the semiconductor device A10 may have four dummy terminals 19. Two of the four dummy terminals 19 may be located on opposite sides of the first gate lead 14 and the first detection lead 15 in the second direction x. The remaining two dummy terminals 19 may be located on opposite sides of the second gate lead 17 and the second detection lead 18 in the second direction x.
- the multiple dummy terminals 19 may be metal leads made of a material containing copper or a copper alloy. When viewed in the first direction z, each of the four dummy terminals 19 may be located away from the pair of substrates 10.
- Each of the four dummy terminals 19 may include a portion that stands up in the first direction z. The portion may be exposed to the outside from the sealing resin 50.
- the first terminal 31 may be located on the first conductive layer 11.
- the first terminal 31 may be electrically connected to the second semiconductor elements 22. When viewed in the first direction z, the first terminal 31 may be located away from the first gate wiring 141 of the first gate lead 14 and away from the first detection wiring 151 of the first detection lead 15.
- the first terminal 31 may be electrically connected to the second main surface electrodes 222 of the second semiconductor elements 22.
- the first terminal 31 is an N terminal (negative electrode) to which DC power to be converted may be applied, but the present disclosure is not limited thereto.
- the first terminal 31 may include an internal connection portion 311, an intermediate portion 312, an external connection portion 313, and a first pedestal portion 314.
- the composition of the internal connection portion 311, the intermediate portion 312, and the external connection portion 313 may include copper.
- the internal connection portion 311 may be located closest to the plurality of second semiconductor elements 22 in the first terminal 31. When viewed in the first direction z, the internal connection portion 311 may be located away from the second conductive layer 12. The internal connection portion 311 may be located away from the first main surface 111 of the first conductive layer 11 in the first direction z. In the first direction z, the internal connection portion 311 may be located closer to the first main surface 111 than the external connection portion 313. The internal connection portion 311 may be covered with a sealing resin 50.
- the internal connection portion 311 may include a first portion 311A and a second portion 311B.
- the first portion 311A may be located on the opposite side of the first gate wiring 141 of the first gate lead 14 with respect to the plurality of first semiconductor elements 21 in the second direction x.
- the first portion 311A may extend in the third direction y.
- the second portion 311B may be connected to the first portion 311A.
- the second portion 311B may be located on one side of the plurality of first semiconductor elements 21 in the third direction y.
- the second portion 311B may extend in the second direction x.
- the intermediate portion 312 may be connected to the second portion 311B of the internal connection portion 311.
- the intermediate portion 312 may be located on the opposite side of the first semiconductor elements 21 in the third direction y with respect to the first gate wiring 141 of the first gate lead 14 and the first detection wiring 151 of the first detection lead 15.
- the intermediate portion 312 may extend in the third direction y.
- the intermediate portion 312 may overlap the first main surface 111 of the first conductive layer 11.
- the intermediate portion 312 may be located away from the first main surface 111 in the first direction z.
- the dimension t1 of the intermediate portion 312 in the first direction z may be larger than the dimension t2 of the intermediate portion 312 in the second direction x.
- the intermediate portion 312 may be covered with the sealing resin 50.
- the second portion 311B of the internal connection portion 311 may include a first surface 31A.
- the first surface 31A may face the same side as the first main surface 111 of the first conductive layer 11 in the first direction z.
- the intermediate portion 312 may include a second surface 31B connected to the first surface 31A.
- the normal direction N of the second surface 31B may intersect with the first direction z.
- the normal direction N of the second surface 31B may be perpendicular to the first direction z.
- the first direction z may be included in the in-plane direction of the second surface 31B (direction parallel to the second surface 31B).
- the intersection angle ⁇ between the first surface 31A and the second surface 31B may be, for example, a right angle.
- the external connection portion 313 may be connected to the intermediate portion 312.
- the external connection portion 313 may be located on the opposite side of the internal connection portion 311 from the intermediate portion 312 in the second direction x.
- the external connection portion 313 may be located away from the second portion 311B of the internal connection portion 311 in the third direction y.
- the external connection portion 313 may be located away from the first main surface 111 of the first conductive layer 11.
- the external connection part 313 may include a portion that is exposed to the outside from the sealing resin 50.
- a first mounting hole 313A may be provided in this portion.
- the first mounting hole 313A may penetrate the external connection part 313 in the first direction z.
- the first pedestal portion 314 may be disposed on the first main surface 111 of the first conductive layer 11. As shown in FIG. 1, the first pedestal portion 314 may be located between the first semiconductor elements 21 and the second semiconductor elements 22 in the second direction x. The first pedestal portion 314 may extend in the third direction y. The first pedestal portion 314 may be in contact with the first main surface 111. The first portion 311A of the internal connection portion 311 may be mounted on the first pedestal portion 314.
- the first pedestal portion 314 may be made of an insulating material including, for example, an epoxy resin. Alternatively, the first pedestal portion 314 may be configured such that a coating layer made of an insulating material is provided on the surface of a core material made of a conductive material such as a metal. When the first pedestal portion 314 is made of an insulating material, the glass transition point of the first insulating layer 13 may be higher than the glass transition point of the sealing resin 50.
- the maximum static friction coefficient between the first base portion 314 and the first main surface 111 of the first conductive layer 11 can be greater than the maximum static friction coefficient between the first main surface 111 and the internal connection portion 311.
- the maximum static friction coefficient between the first base portion 314 and the internal connection portion 311 can be greater than the maximum static friction coefficient between the first main surface 111 and the internal connection portion 311.
- the second terminal 32 may be conductively joined to the first main surface 111 of the first conductive layer 11, as shown in FIGS. 2 and 3.
- the second terminal 32 may be electrically connected to the first back electrode 211 of each of the multiple first semiconductor elements 21.
- the second terminal 32 may be located on the opposite side of the multiple second semiconductor elements 22 relative to the multiple first semiconductor elements 21 in the second direction x.
- the second terminal 32 may be located away from the external connection portion 313 of the first terminal 31 in the third direction y.
- the second terminal 32 may be a P terminal (positive electrode) to which DC power to be converted may be applied, but the present disclosure is not limited thereto.
- the second terminal 32 may include a main body portion 321 and a second pedestal portion 322.
- the main body portion 321 may be located away from the first main surface 111 of the first conductive layer 11 in the first direction z.
- the composition of the main body portion 321 may include copper.
- the main body portion 321 may include a portion exposed to the outside from the sealing resin 50.
- a second mounting hole 321A may be provided in the portion.
- the second mounting hole 321A may penetrate the main body portion 321 in the first direction z.
- the second pedestal portion 322 may be located between the first main surface 111 and the main body portion 321.
- the second pedestal portion 322 may be conductively joined to the first main surface 111.
- the main body portion 321 may be conductively joined to the second pedestal portion 322.
- the second pedestal portion 322 may include a metal. When viewed in the second direction x, the middle portion 312 of the first terminal 31 can overlap the second seat portion 322.
- the third terminal 33 may be conductively joined to the second main surface 121 of the second conductive layer 12, as shown in Figures 2 and 3. This allows the third terminal 33 to be electrically connected to the second back surface electrodes 221 of each of the multiple second semiconductor elements 22.
- the third terminal 33 may be located on the opposite side of the multiple first semiconductor elements 21 in the second direction x with the multiple second semiconductor elements 22 as a reference.
- the AC power converted by the multiple first semiconductor elements 21 and the multiple second semiconductor elements 22 may be output from the third terminal 33.
- the third terminal 33 may include a main body portion 331 and a third pedestal portion 332.
- the main body portion 331 may be located away from the second main surface 121 of the second conductive layer 12 in the first direction z.
- the composition of the main body portion 331 may include copper.
- the main body portion 331 may include a portion exposed to the outside from the sealing resin 50.
- a third mounting hole 331A may be provided in the portion.
- the third mounting hole 331A may penetrate the main body portion 331 in the first direction z.
- the third pedestal portion 332 may be located between the second main surface 121 and the main body portion 331.
- the third pedestal portion 332 may be conductively bonded to the second main surface 121.
- the main body portion 331 may be conductively bonded to the third pedestal portion 332.
- the third pedestal portion 332 may include a metal.
- each of the multiple third conductive members 43 may be conductively bonded to the first main surface electrode 212 of any of the multiple first semiconductor elements 21 and the second main surface 121 of the second conductive layer 12.
- the first main surface electrode 212 of each of the multiple first semiconductor elements 21 may be electrically connected to the second back surface electrode 221 of each of the multiple second semiconductor elements 22.
- Each of the multiple third conductive members 43 may be configured to straddle the first portion 311A of the internal connection portion 311 of the first terminal 31.
- each of the multiple third conductive members 43 may be, for example, a wire.
- the composition of the multiple third conductive members 43 may include aluminum.
- the composition of the multiple third conductive members 43 may include copper.
- each of the multiple fourth conductive members 44 can be conductively joined to the second main surface electrode 222 of any of the multiple second semiconductor elements 22 and to the first portion 311A of the internal connection portion 311 of the first terminal 31.
- the first terminal 31 can be electrically connected to the second main surface electrode 222 of each of the multiple second semiconductor elements 22.
- each of the multiple fourth conductive members 44 can be, for example, a wire.
- the composition of the multiple fourth conductive members 44 can include aluminum.
- the composition of the multiple fourth conductive members 44 can include copper.
- the sealing resin 50 may cover the substrate 101 of each of the pair of base materials 10, the first conductive layer 11, the multiple first semiconductor elements 21, the second conductive layer 12, and the multiple second semiconductor elements 22.
- the sealing resin 50 may cover a portion of each of the first terminal 31, the second terminal 32, the third terminal 33, the first gate lead 14, the first detection lead 15, the second gate lead 17, the second detection lead 18, and the multiple dummy terminals 19.
- the sealing resin 50 may have electrical insulation properties.
- the sealing resin 50 may be made of a material containing, for example, a black epoxy resin.
- the sealing resin 50 may include 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 may face the same side as the first main surface 111 of the first conductive layer 11 in the first direction z.
- the bottom surface 52 may face the opposite side to the top surface 51 in the first direction z.
- the heat dissipation layer 103 of each of the pair of substrates 10 may be exposed to the outside from the bottom surface 52.
- the pair of first side surfaces 53 may be located apart from each other in the second direction x.
- the pair of first side surfaces 53 may be connected to the top surface 51 and the bottom surface 52. From one of the first side surfaces 53, the external connection portion 313 of the first terminal 31 and the body portion 321 of the second terminal 32 may be exposed to the outside. From the other first side surface 53, the body portion 331 of the third terminal 33 may be exposed to the outside.
- the pair of second side surfaces 54 may be located apart from each other in the third direction y. The pair of second side surfaces 54 may be connected to the top surface 51 and the bottom surface 52.
- the first gate terminal 142 of the first gate lead 14, the first detection terminal 152 of the first detection lead 15, the second gate terminal 172 of the second gate lead 17, the second detection terminal 182 of the second detection lead 18, and the multiple dummy terminals 19 may be exposed to the outside.
- a semiconductor device A11 according to a first modified example of the first embodiment of the present disclosure will be described with reference to Fig. 13.
- the configuration of the first terminal 31 may be different from that of the semiconductor device A10.
- the normal direction N of the second surface 31B included in the intermediate portion 312 may intersect with the first direction z.
- the normal direction N of the second surface 31B may be inclined with respect to the first direction z.
- the intersection angle ⁇ between the first surface 31A and the second surface 31B included in the second portion 311B of the internal connection portion 311 may be an acute angle.
- a semiconductor device A12 according to a second modification of the first embodiment of the present disclosure will be described with reference to Fig. 14.
- the configuration of the first terminal 31 may differ from that of the semiconductor device A10.
- the normal direction N of the second surface 31B included in the intermediate portion 312 may intersect with the first direction z.
- the normal direction N of the second surface 31B may be inclined with respect to the first direction z.
- the intersection angle ⁇ between the first surface 31A and the second surface 31B included in the second portion 311B of the internal connection portion 311 may be an obtuse angle.
- the semiconductor device A10 may include a first conductive layer 11, a first semiconductor element 21, a second conductive layer 12, a second semiconductor element 22, a first gate wiring 141, a first terminal 31, and a first conductive member 41.
- the first terminal 31 may include an internal connection portion 311, an intermediate portion 312, and an external connection portion 313.
- the intermediate portion 312 may be located on the opposite side of the first semiconductor element 21 with respect to the first gate wiring 141 in the second direction x.
- the internal connection portion 311 may include a first surface 31A that faces the same side as the first main surface 111 of the first conductive layer 11 in the first direction z.
- the intermediate portion 312 may include a second surface 31B that is connected to the first surface 31A.
- the normal direction N of the second surface 31B may intersect with the first direction z.
- the interval between the first gate wiring 141 and the intermediate portion 312 in the second direction x can be increased. This can prevent the bonding tool moving from the first semiconductor element 21 to the first gate wiring 141 from interfering with the first terminal 31 when conductively bonding the first conductive member 41 to the first semiconductor element 21 and the first gate wiring 141. As a result, a sufficient compressive force can be applied by the bonding tool to the portion of the first conductive member 41 that contacts the first gate wiring 141. This can reduce the possibility of poor bonding of the first conductive member 41 to the first gate wiring 141, for example. In this way, according to this configuration, the semiconductor device A10 can be made smaller. In addition to this, or independently of this, the possibility of poor bonding of the conductive member to the wiring in the semiconductor device A10 can be reduced.
- the normal direction N of the second surface 31B is perpendicular to the first direction z, as shown in FIG. 12.
- the normal direction N of the second surface 31B may be configured to be inclined with respect to the first direction z.
- the internal connection portion 311 of the first terminal 31 may be located closer to the first main surface 111 of the first conductive layer 11 than the external connection portion 313 of the first terminal 31. When viewed in the first direction z, the internal connection portion 311 may overlap the first main surface 111. This configuration may improve the effect of the mutual inductance between the first conductive layer 11 and the first terminal 31. This may reduce, for example, the parasitic inductance appearing in each of the first conductive layer 11 and the first terminal 31. Alternatively, the surge voltage that may be applied to the first semiconductor element 21 may be reduced. Alternatively, the power loss in the semiconductor device A10 may be reduced.
- the dimension t1 of the intermediate portion 312 of the first terminal 31 in the first direction z can be made larger than the dimension of the intermediate portion 312 in the second direction x.
- the intermediate portion 312 When viewed in the first direction z, the intermediate portion 312 can overlap the first main surface 111 of the first conductive layer 11. This configuration can reduce the dimensions of the semiconductor device A10 in the second direction x while reducing the parasitic inductance appearing in each of the first conductive layer 11 and the first terminal 31.
- the intermediate portion 312 of the first terminal 31 can overlap the second terminal 32.
- This configuration can improve the effect of mutual inductance between the first terminal 31 and the second terminal 32. This can reduce, for example, the parasitic inductance in each of the first terminal 31 and the second terminal 32. Alternatively, it can reduce the surge voltage that can be applied to the first semiconductor element 21. Alternatively, it can reduce power loss in the semiconductor device A10.
- the semiconductor device A10 may include a first detection wiring 151 disposed on the first main surface 111 of the first conductive layer 11, and a second conductive member 42 conductively bonded to the first semiconductor element 21 and the first detection wiring 151.
- the first detection wiring 151 may be located between the first gate wiring 141 and the intermediate portion 312 of the first terminal 31 in the second direction x. This configuration can prevent the bonding tool moving from the first semiconductor element 21 to the first detection wiring 151 from interfering with the first terminal 31 when the second conductive member 42 is conductively bonded to the first semiconductor element 21 and the first detection wiring 151. As a result, a sufficient compressive force can be applied by the bonding tool to the portion of the second conductive member 42 that is in contact with the first detection wiring 151. This can reduce the possibility of poor bonding of the first conductive member 41 to the first gate wiring 141, for example.
- the semiconductor device A10 may include a first insulating layer 13 disposed on the first main surface 111 of the first conductive layer 11.
- the first gate wiring 141 and the first detection wiring 151 may be mounted on the first insulating layer 13. With this configuration, each of the first gate wiring 141 and the first detection wiring 151 may be electrically insulated from the first conductive layer 11.
- the maximum static friction coefficient between the first insulating layer 13 and the first main surface 111 can be made larger than the maximum static friction coefficient between the first main surface 111 and the first gate wiring 141.
- the maximum static friction coefficient between the first insulating layer 13 and the first gate wiring 141 can be made larger than the maximum static friction coefficient between the first main surface 111 and the first gate wiring 141. This can reduce the positional deviation of the first insulating layer 13 with respect to the first main surface 111 when the first insulating layer 13 is not bonded to the first main surface 111.
- the internal connection portion 311 of the first terminal 31 may include a first portion 311A and a second portion 311B.
- the semiconductor device A10 may include a third conductive member 43 conductively joined to the first semiconductor element 21 and the second main surface 121 of the second conductive layer 12.
- the third conductive member 43 may be configured to straddle the first portion 311A. This configuration may improve the effect of the mutual inductance between the third conductive member 43 and the first terminal 31 when each of the first semiconductor element 21 and the second semiconductor element 22 is on. As a result, for example, the parasitic inductance appearing in each of the third conductive member 43 and the first terminal 31 may be reduced.
- the semiconductor device A10 may include a base material 10 to which the first conductive layer 11 and the second conductive layer 12 are bonded, and a sealing resin 50 that covers the first conductive layer 11, the first semiconductor element 21, the second conductive layer 12, and the second semiconductor element 22.
- the base material 10 may include a substrate 101 and a heat dissipation layer 103 located on the opposite side of the substrate 101 to the first conductive layer 11 and the second conductive layer 12.
- the heat dissipation layer 103 may be bonded to the substrate 101 and exposed to the outside from the sealing resin 50. With this configuration, heat generated from each of the first semiconductor element 21 and the second semiconductor element 22 may be efficiently dissipated to the outside from the heat dissipation layer 103.
- FIG. 15 shows the sealing resin 50 in a see-through manner.
- the outline of the sealing resin 50 seen through is shown by imaginary lines.
- lines XVI-XVI and XVII-XVII are each shown by a dashed dotted line.
- the semiconductor device A20 may differ from the semiconductor device A10 in the configuration of the first terminal 31. Alternatively, the semiconductor device A20 may differ from the semiconductor device A10 in that the semiconductor device A20 does not include a plurality of fourth conductive members 44.
- the internal connection portion 311 of the first terminal 31 may include a plurality of third portions 311C.
- the plurality of third portions 311C may extend from the first portion 311A of the internal connection portion 311 in the second direction x toward the side where the plurality of second semiconductor elements 22 are located.
- the plurality of third portions 311C may be arranged along the third direction y. As shown in FIGS. 16 and 17, the plurality of third portions 311C may be individually conductively bonded to the second principal surface electrodes 222 of the plurality of second semiconductor elements 22 via the conductive bonding layer 29.
- each of the multiple third conductive members 43 may be configured to straddle the first portion 311A of the internal connection portion 311. As shown in FIGS. 15 to 17, each of the multiple third portions 311C of the internal connection portion 311 may be configured to straddle, for example, the first conductive layer 11 and the second conductive layer 12.
- the first terminal 31 may be configured not to include the first pedestal portion 314.
- semiconductor device A20 The effects of semiconductor device A20 are explained below.
- the semiconductor device A20 may include a first conductive layer 11, a first semiconductor element 21, a second conductive layer 12, a second semiconductor element 22, a first gate wiring 141, a first terminal 31, and a first conductive member 41.
- the first terminal 31 may include an internal connection portion 311, an intermediate portion 312, and an external connection portion 313.
- the intermediate portion 312 may be located on the opposite side of the first semiconductor element 21 with respect to the first gate wiring 141 in the second direction x.
- the internal connection portion 311 may include a first surface 31A that faces the same side as the first main surface 111 of the first conductive layer 11 in the first direction z.
- the intermediate portion 312 may include a second surface 31B that is connected to the first surface 31A.
- the normal direction N of the second surface 31B may intersect with the first direction z.
- This configuration may enable the semiconductor device A20 to be miniaturized. In addition to this, or independently of this, the possibility of poor bonding of the conductive member to the wiring can be reduced in the semiconductor device A20.
- the semiconductor device A20 can have a configuration similar to that of the semiconductor device A10. As a result, the semiconductor device A20 can achieve the effects associated with this configuration.
- the internal connection portion 311 of the first terminal 31 may include a third portion 311C extending from the first portion 311A to the side where the first semiconductor element 21 is located in the second direction x.
- the third portion 311C may be conductively joined to the second semiconductor element 22.
- Appendix 1 a first conductive layer including a first main surface facing a first direction; a first semiconductor element bonded to the first main surface; a second conductive layer including a second main surface facing the same side as the first main surface in the first direction and spaced apart from the first conductive layer in a second direction perpendicular to the first direction; A second semiconductor element bonded to the second main surface; a first gate wiring located on the opposite side of the second semiconductor element with respect to the first semiconductor element in the second direction and disposed on the first main surface; a first terminal electrically connected to the second semiconductor element; a first conductive member conductively connected to the first semiconductor element and the first gate wiring; the first terminal includes an internal connection portion located closest to the second semiconductor element, an intermediate portion connected to the internal connection portion, and an external connection portion located on the opposite side of the internal connection portion with respect to the intermediate portion in the second direction and connected to the intermediate portion, the intermediate portion is located on an opposite side to the first semiconductor element with respect to
- Appendix 2 The semiconductor device according to claim 1, wherein in the first direction, the internal connection portion is located closer to the first main surface than the external connection portion. Appendix 3. 3. The semiconductor device according to claim 2, wherein a dimension of the intermediate portion in the first direction is greater than a dimension of the intermediate portion in the second direction. Appendix 4. 4. The semiconductor device according to claim 3, wherein, when viewed in the first direction, the intermediate portion overlaps the first main surface. Appendix 5.
- the internal connection portion includes a first portion located on an opposite side of the first gate wiring with respect to the first semiconductor element in the second direction, and a second portion connected to the first portion and the intermediate portion;
- the first portion extends in a third direction perpendicular to the first direction and the second direction,
- the semiconductor device according to claim 4 wherein the second portion includes the first surface and is located on one side of the first semiconductor element in the third direction.
- the intermediate portion extends in the third direction, 6.
- Appendix 7. a first detection wiring disposed on the first main surface; a second conductive member conductively connected to the first semiconductor element and the first detection wiring, 7.
- the semiconductor device wherein the first detection wiring is located between the first gate wiring and the intermediate portion in the second direction.
- Appendix 8. The semiconductor device according to claim 7, wherein, as viewed in the first direction, the first terminal is spaced apart from each of the first gate wiring and the first detection wiring.
- Appendix 9. a first insulating layer bonded to the first main surface; 9. The semiconductor device according to claim 8, wherein the first gate wiring and the first detection wiring are mounted on the first insulating layer.
- Appendix 10. the first semiconductor element is conductively bonded to the first main surface; 10.
- the semiconductor device 5, wherein the second semiconductor element is conductively bonded to the second main surface.
- Appendix 11. a third conductive member conductively connected to the first semiconductor element and the second main surface, 11.
- the third conductive member spans the first portion.
- the internal connection portion includes a third portion extending from the first portion to a side where the second semiconductor element is located in the second direction, 12.
- the semiconductor device of claim 11 wherein the third portion is conductively joined to the second semiconductor element.
- Appendix 13. a second terminal conductively connected to the first main surface; 12.
- the semiconductor device according to claim 11, wherein the second terminal is spaced apart from the external connection portion in the third direction.
- Appendix 14. a third terminal conductively connected to the second main surface; 14.
- the semiconductor device according to claim 13, wherein the third terminal is located on the opposite side of the first terminal with respect to the second semiconductor element in the second direction.
- the base material includes a substrate and a heat dissipation layer located on an opposite side of the substrate from the first conductive layer and the second conductive layer, the substrate is covered with the sealing resin, 17.
- the heat dissipation layer is bonded to the substrate and is exposed to the outside from the sealing resin.
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Abstract
半導体装置は、第1導電層、第1半導体素子、第2導電層、第2半導体素子、第1ゲート配線、第1端子および第1導通部材を備える。前記第1端子は、前記第2半導体素子から最も近くに位置する内部接続部と、前記内部接続部につながる中間部と、前記中間部につながる外部接続部とを含む。前記中間部は、第2方向において前記第1ゲート配線を基準として前記第1半導体素子とは反対側に位置する。前記内部接続部は、第1方向において前記第1導電層の第1主面と同じ側を向く第1面を含む。前記中間部は、前記第1面につながる第2面を含む。前記第2面の法線方向は、前記第1方向に交差する。
Description
本開示は、半導体装置に関する。
従来、スイッチング機能を有する半導体素子(MOSFETやIGBTなど)が搭載された半導体装置が知られており、たとえば電力変換用に利用されている。特許文献1には、このような半導体装置の一例が開示されている。同文献に開示された半導体装置は、互いに離れた第1配線層および第2配線層と、第1配線層に導電接合された第1半導体素子と、第2配線層に導電接合され、かつ第1半導体素子に導通する第2半導体素子と、第2半導体素子に導通する第1端子とを備える。さらに当該半導体装置は、第1配線層の上に配置された第1ゲート配線層と、第1半導体素子と第1ゲート配線層とに導電接合されたゲートワイヤとを備える。
特許文献1に開示されている半導体装置において、第1端子は、第1ゲート配線層およびゲートワイヤの上に覆い被さっている。したがって、当該半導体装置の製造において、ボンディングツールを用いて第1半導体素子と第1ゲート配線層とにゲートワイヤを導電接合した後、第1端子を配置する。
当該半導体装置と同様の機能を具備する別の半導体装置によっては、第1端子を配置した後、ボンディングツールを用いて第1半導体素子および第1ゲート配線層にゲートワイヤを導電接合することがあり得る。この製造工程により当該半導体装置の小型化を図った場合、ゲートワイヤを第1ゲート配線層に導電接合する際、ボンディングツールが第1端子に干渉しうる。ボンディングツールが第1端子に干渉すると、第1ゲート配線層に接するゲートワイヤの部分に十分な圧縮力が作用しなくなるため、第1ゲート配線層に対するゲートワイヤの接合不良が発生しうる。
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、先述の事情に鑑み、配線に対する導通部材の接合不良の可能性を低減することが可能な半導体装置を提供することを一の課題とする。
本開示の第1の側面によって提供される半導体装置は、第1方向を向く第1主面を有する第1導電層と、前記第1主面に接合された第1半導体素子と、前記第1方向において前記第1主面と同じ側を向く第2主面を有するとともに、前記第1方向に対して直交する第2方向において前記第1導電層から離れた第2導電層と、前記第2主面に接合された第2半導体素子と、前記第2方向において前記第1半導体素子を基準として前記第2半導体素子とは反対側に位置しており、かつ前記第1主面の上に配置された第1ゲート配線と、前記第2半導体素子に導通する第1端子と、前記第1半導体素子と前記第1ゲート配線とに導電接合された第1導通部材と、を備える。前記第1端子は、前記第2半導体素子から最も近くに位置する内部接続部と、前記内部接続部につながる中間部と、前記第2方向において前記中間部を基準として前記内部接続部とは反対側に位置しており、かつ前記中間部につながる外部接続部と、を含む。前記中間部は、前記第2方向において前記第1ゲート配線を基準とし て前記第1半導体素子とは反対側に位置している。前記内部接続部は、前記第1方向において前記第1主面と同じ側を向く第1面を含む。前記中間部は、前記第1面につながる第2面を含む。前記第2面の法線方向は、前記第1方向に交差する。
上記構成によれば、たとえば半導体装置において、配線に対する導通部材の接合不良の可能性を低減しうる。
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12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、一対の基材10、第1導電層11、第2導電層12、複数の第1半導体素子21、複数の第2半導体素子22、第1端子31、第2端子32、第3端子33および封止樹脂50を備えうる。半導体装置A10は、第1絶縁層13、第1ゲートリード14、第1検出リード15、複数の第1導通部材41、複数の第2導通部材42、複数の第3導通部材43、および複数の第4導通部材44をさらに備えうる。
図1~図12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、一対の基材10、第1導電層11、第2導電層12、複数の第1半導体素子21、複数の第2半導体素子22、第1端子31、第2端子32、第3端子33および封止樹脂50を備えうる。半導体装置A10は、第1絶縁層13、第1ゲートリード14、第1検出リード15、複数の第1導通部材41、複数の第2導通部材42、複数の第3導通部材43、および複数の第4導通部材44をさらに備えうる。
半導体装置A10は、第2絶縁層16、第2ゲートリード17、第2検出リード18、複数の第5導通部材45、および複数の第6導通部材46をさらに備えうる。図1は、理解の便宜上、封止樹脂50を透過して示している。図1において透過した封止樹脂50の外形を想像線(二点鎖線)で示している。図1において、IV-IV線、V-V線、およびVI-VI線をそれぞれ一点鎖線で示している。
半導体装置A10の説明においては、便宜上、たとえば第1導電層11(後述)の第1主面111の法線方向を「第1方向z」と呼ぶ。第1方向zに対して直交する1つの方向を「第2方向x」と呼ぶ。第1方向zおよび第2方向xの双方に対して直交する方向を「第3方向y」と呼ぶ。
半導体装置A10は、第1端子31および第2端子32に印加された直流電力を、複数の第1半導体素子21、および複数の第2半導体素子22により交流電力に変換しうる。変換された交流電力は、第3端子33からモータなどの電力供給対象に入力されうる。半導体装置A10は、インバータなどの電力変換回路の一部を構成しうる。
一対の基材10は、図4および図5に示すように、第1方向zにおいて第1導電層11および第2導電層12を基準として複数の第1半導体素子21、および複数の第2半導体素子22とは反対側に位置しうる。一対の基材10は、第1導電層11および第2導電層12を個別に支持しうる。半導体装置A10においては、一対の基材10の各々は、DBC(Direct Bonded Copper)基板から構成されうる。図4~図6に示すように、一対の基材10の各々は、基板101、支持層102および放熱層103を含みうる。一対の基材10は、放熱層103の一部を除き封止樹脂50に覆われうる。
図4~図6に示すように、基板101は、第1方向zにおいて支持層102および放熱層103の間に位置する部分を含みうる。基板101は、熱伝導率が比較的高い材料から構成しうる。基板101は、たとえば、窒化アルミニウム(AlN)を含むセラミックスから構成しうる。基板101の第1方向zの寸法は、第1導電層11および第2導電層12の各々の第1方向zの寸法より小さくしうる。
図4~図6に示すように、支持層102は、第1方向zにおいて、基板101および第1導電層11の間、または、基板101および第2導電層12の間に位置しうる。支持層102の組成は、銅(Cu)を含みうる。第1方向zに視て、支持層102は、基板101の周縁に囲まれうる。
図4~図6に示すように、放熱層103は、第1方向zにおいて基板101を基準として支持層102とは反対側に位置しうる。図4に示すように、放熱層103は、封止樹脂50から外部に露出しうる。半導体装置A10の使用の際、放熱層103には、ヒートシンク(図示略)が接合されうる。放熱層103の組成は、銅を含みうる。第1方向zに視て、放熱層103は、基板101の周縁に囲まれうる。
第1導電層11および第2導電層12は、図4~図6に示すように、たとえばハンダを介して、一対の基材10の各々の支持層102に個別に接合されうる。第1導電層11および第2導電層12の組成は、銅を含みうる。第2導電層12は、第2方向xにおいて第1導電層11から離れて位置しうる。図4~図6に示すように、第1導電層11は、第1方向zにおいて第1導電層11を基準として一対の基材10が位置する側とは反対側を向く第1主面111を有しうる。第1主面111は、複数の第1半導体素子21に対向しうる。図4~図6に示すように、第2導電層12は、第1方向zにおいて第1主面111と同じ側を向く第2主面121を有しうる。第2主面121は、複数の第2半導体素子22に対向しうる。
複数の第1半導体素子21は、図4および図5に示すように、第1導電層11の第1主面111に接合されうる。複数の第1半導体素子21は、いずれも同一種の素子でありうる。複数の第1半導体素子21(あるいは少なくとも1つの第1半導体素子21)は、たとえばMOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)でありうる。この他、複数の第1半導体素子21(あるいは少なくとも1つの第1半導体素子21)は、MISFET(Metal-Insulator-Semiconductor Field-Effect Transistor)を含む電界効果トランジスタ、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)のようなバイポーラトランジスタでありうる。半導体装置A10の説明においては、複数の第1半導体素子21は、nチャネル型であり、かつ縦型構造のMOSFETであるが、本開示がこれに限定されるわけではない。複数の第1半導体素子21(あるいは少なくとも1つの第1半導体素子21)は、化合物半導体基板を含みうる。当該化合物半導体基板の組成は、炭化ケイ素(SiC)を含みうる。複数の第1半導体素子21は、たとえば第3方向yに沿って配列されうる。
複数の第1半導体素子21の各々は、第1裏面電極211、第1主面電極212および第1ゲート電極213を有しうる。
図4および図5に示すように、第1裏面電極211は、第1導電層11の第1主面111に対向しうる。第1裏面電極211には、第1半導体素子21により変換される前の電力に対応する電流が流れる構成とされうる。すなわち、第1裏面電極211は、第1半導体素子21のドレイン電極に相当しうる。第1裏面電極211は、導電接合層29を介して第1主面111に導電接合されうる。これにより、複数の第1半導体素子21の各々の第1裏面電極211は、第1導電層11に導通しうる。導電接合層29は、たとえばハンダでありうる。この他、導電接合層29は、たとえば銀を含む焼結金属でありうる。
図4および図5に示すように、第1主面電極212は、第1方向zにおいて第1裏面電極211とは反対側に位置しうる。第1主面電極212には、第1半導体素子21により変換された後の電力に対応する電流が流れうる。すなわち、第1主面電極212は、第1半導体素子21のソース電極に相当しうる。
図1に示すように、第1ゲート電極213は、第1方向zにおいて第1主面電極212と同じ側に位置しうる。第1ゲート電極213には、第1半導体素子21を駆動するためのゲート電圧が印加されうる。第1方向zに視て、第1ゲート電極213の面積は、第1主面電極212の面積より小さくしうる。
複数の第2半導体素子22は、図4~図6に示すように、第2導電層12の第2主面121に接合されうる。複数の第2半導体素子22は、複数の第1半導体素子21と同一種の素子でありうる。一例として、複数の第2半導体素子22(あるいは少なくとも1つの第2半導体素子22)は、nチャネル型であり、かつ縦型構造のMOSFETでありうる。複数の第2半導体素子22は、たとえば第3方向yに沿って配列されうる。
複数の第2半導体素子22の各々は、第2裏面電極221、第2主面電極222および第2ゲート電極223を有しうる。
図4~図6に示すように、第2裏面電極221は、第2導電層12の第2主面121に対向しうる。第2裏面電極221には、第2半導体素子22により変換される前の電力に対応する電流が流れうる。すなわち、第2裏面電極221は、第2半導体素子22のドレイン電極に相当しうる。第2裏面電極221は、導電接合層29を介して第2主面121に導電接合されうる。複数の第2半導体素子22の各々の第2裏面電極221は、第2導電層12に導通しうる。
図4~図6に示すように、第2主面電極222は、第1方向zにおいて第2裏面電極221とは反対側に位置しうる。第2主面電極222には、第2半導体素子22により変換された後の電力に対応する電流が流れうる。第2主面電極222は、第2半導体素子22のソース電極に相当しうる。
図1に示すように、第2ゲート電極223は、第1方向zにおいて第2主面電極222と同じ側に位置しうる。第2ゲート電極223には、第2半導体素子22を駆動するための ゲート電圧が印加されうる。第1方向zに視て、第2ゲート電極223の面積は、第2主面電極222の面積より小さくしうる。
第1絶縁層13は、図4、図5、図7および図8に示すように、第1導電層11の第1主面111に配置されうる。図1に示すように、第1絶縁層13は、第2方向xにおいて複数の第1半導体素子21を基準として複数の第2半導体素子22とは反対側に位置しうる。第1絶縁層13は、第3方向yに延びる形態としうる。第1絶縁層13は、第1主面111に接しうる。第1絶縁層13は、たとえばエポキシ樹脂を含む絶縁性材料から構成しうる。この他、第1絶縁層13は、金属などの導電性材料からなる芯材の表面に絶縁性材料からなる被覆層が設けられた構成としうる。第1絶縁層13が絶縁性材料からなる場合、たとえば、第1絶縁層13のガラス転移点は、封止樹脂50のガラス転移点より高くしうる。
第1ゲートリード14は、図1および図7に示すように、第1絶縁層13に搭載されうる。第1ゲートリード14は、たとえば銅または銅合金を含む材料から構成しうる。第1ゲートリード14は、第1ゲート配線141、第1ゲート端子142および連結部143を含みうる。
図4、図5および図7に示すように、第1ゲート配線141は、第1絶縁層13に搭載されうる。すなわち、第1ゲート配線141は、第1導電層11の第1主面111の上に配置されうる。第1ゲート配線141は、第1絶縁層13に接しうる。第1ゲート配線141は、第2方向xにおいて複数の第1半導体素子21を基準として複数の第2半導体素子22とは反対側に位置しうる。第1ゲート配線141は、第3方向yに延びる形態としうる。第1ゲート配線141は、複数の第1半導体素子21の各々の第1ゲート電極213に導通しうる。
一例として、第1絶縁層13および第1導電層11の第1主面111の間の最大静止摩擦係数は、第1主面111および第1ゲート配線141の間の最大静止摩擦係数より大きくしうる。第1絶縁層13および第1ゲート配線141の間の最大静止摩擦係数は、第1主面111および第1ゲート配線141の間の最大静止摩擦係数より大きくしうる。
図7に示すように、第1ゲート端子142は、第1方向zにおいて第1ゲート配線141より第1絶縁層13から遠くに位置しうる。図3および図7に示すように、第1ゲート端子142は、第1方向zに起立した部分を含みうる。当該部分は、封止樹脂50から外部に露出しうる。第1ゲート端子142には、複数の第1半導体素子21の各々を駆動するためのゲート電圧が印加されうる。
図7に示すように、連結部143は、第1ゲート配線141と第1ゲート端子142とを連結しうる。第2方向xに視て、連結部143は、第1方向zに屈曲しうる。連結部143は、第1絶縁層13から離れて位置しうる。
第1検出リード15は、図1および図8に示すように、第1絶縁層13に搭載されうる。第1検出リード15は、第2方向xにおいて第1ゲートリード14の隣に位置しうる。第1検出リード15は、たとえば銅または銅合金を含む材料から構成されうる。第1検出リード15は、第1検出配線151、第1検出端子152および連結部153を含みうる。
図4、図5および図8に示すように、第1検出配線151は、第1絶縁層13に搭載されうる。すなわち、第1検出配線151は、第1導電層11の第1主面111の上に配置されうる。第1検出配線151は、第1絶縁層13に接しうる。第1検出配線151は、第2方向xにおいて、第1ゲートリード14の第1ゲート配線141および第1端子31(後述)の中間部312の間に位置しうる。第1検出配線151は、第3方向yに延びる形態としうる。第1検出配線151は、複数の第1半導体素子21の各々の第1主面電極212に導通しうる。
一例として、第1絶縁層13および第1導電層11の第1主面111の間の最大静止摩擦係数は、第1主面111および第1検出配線151の間の最大静止摩擦係数より大きくしうる。第1絶縁層13および第1検出配線151の間の最大静止摩擦係数は、第1主面111および第1検出配線151の間の最大静止摩擦係数より大きくしうる。
図8に示すように、第1検出端子152は、第1方向zにおいて第1検出配線151より第1絶縁層13から遠くに位置しうる。図3および図8に示すように、第1検出端子152は、第1方向zに起立した部分を含みうる。当該部分は、封止樹脂50から外部に露出しうる。第1検出端子152には、複数の第1半導体素子21の各々の第1主面電極212に印加される電圧と等電位の電圧が印加されうる。
図8に示すように、連結部153は、第1検出配線151および第1検出端子152を相互に連結しうる。第2方向xに視て、連結部153は、第1方向zに屈曲しうる。連結部153は、第1絶縁層13から離れて位置しうる。
複数の第1導通部材41の各々は、図1に示すように、複数の第1半導体素子21のいずれかの第1ゲート電極213および第1ゲートリード14の第1ゲート配線141に導電接合されうる。これにより、複数の第1半導体素子21の各々の第1ゲート電極213は、第1ゲートリード14に導通しうる。半導体装置A10においては、複数の第1導通部材41の各々はワイヤでありうる。複数の第1導通部材41の各々は、ボールボンディングにより第1ゲート電極213に導電接合されうる。複数の第1導通部材41の各々は、ウェッジボンディングにより第1ゲート配線141に導電接合されうる。複数の第1導通部材41の組成は、金(Au)を含みうる。この他、複数の第1導通部材41の組成は、たとえば銅およびアルミニウム(Al)の少なくとも一方を含みうる。
複数の第2導通部材42の各々は、図1および図5に示すように、複数の第1半導体素子21のいずれかの第1主面電極212および第1検出リード15の第1検出配線151に導電接合されうる。複数の第1半導体素子21の各々の第1主面電極212は、第1検出リード15に導通しうる。半導体装置A10において、複数の第2導通部材42の各々は、たとえばワイヤでありうる。複数の第2導通部材42の各々は、ボールボンディングにより第1主面電極212に導電接合されうる。複数の第2導通部材42の各々は、ウェッジボンディングにより第1検出配線151に導電接合されうる。複数の第2導通部材42の組成は、アルミニウムを含みうる。この他、複数の第2導通部材42の組成は、たとえば銅を含みうる。
第2絶縁層16は、図4~図6、図9および図10に示すように、第2導電層12の第2主面121に配置されうる。図1に示すように、第2絶縁層16は、第2方向xにおいて第3端子33および複数の第2半導体素子22の間に位置しうる。第2絶縁層16は、第3方向yに延びる形態としうる。第2絶縁層16は、第2主面121に接しうる。第2絶縁層16は、たとえばエポキシ樹脂を含む絶縁性材料からなる構成としうる。この他、第2絶縁層16は、金属などの導電性材料からなる芯材の表面に絶縁性材料からなる被覆層が設けられた構成としうる。第2絶縁層16が絶縁性材料からなる場合、第2絶縁層16のガラス転移点は、封止樹脂50のガラス転移点より高くしうる。
第2ゲートリード17は、図1および図9に示すように、第2絶縁層16に搭載されうる。第2ゲートリード17は、たとえば銅または銅合金を含む材料から構成しうる。第2ゲートリード17は、第2ゲート配線171、第2ゲート端子172および連結部173を含みうる。
図4~図6、および図9に示すように、第2ゲート配線171は、第2絶縁層16に搭載されうる。第2ゲート配線171は、第2導電層12の第2主面121の上に配置されうる。第2ゲート配線171は、第2絶縁層16に接しうる。第2ゲート配線171は、第2方向xにおいて、第3端子33および複数の第2半導体素子22の間に位置しうる。第2ゲート配線171は、第3方向yに延びる形態としうる。第2ゲート配線171は、複数の第2半導体素子22の各々の第2ゲート電極223に導通しうる。
第2絶縁層16および第2導電層12の第2主面121の間の最大静止摩擦係数は、第2主面121および第2ゲート配線171の間の最大静止摩擦係数より大きくしうる。第2絶縁層16および第2ゲート配線171の間の最大静止摩擦係数は、第2主面121および第2ゲート配線171の間の最大静止摩擦係数より大きくしうる。
図9に示すように、第2ゲート端子172は、第1方向zにおいて第2ゲート配線171より第2絶縁層16から遠くに位置しうる。図3および図9に示すように、第2ゲート端子172は、第1方向zに起立した部分を含みうる。当該部分は、封止樹脂50から外部に露出しうる。第2ゲート端子172には、複数の第2半導体素子22の各々を駆動するためのゲート電圧が印加されうる。
図9に示すように、連結部173は、第2ゲート配線171および第2ゲート端子172を相互に連結しうる。第2方向xに視て、連結部173は、第1方向zに屈曲しうる。連結部173は、第2絶縁層16から離れて位置しうる。
第2検出リード18は、図1および図10に示すように、第2絶縁層16に搭載されうる。第2検出リード18は、第2方向xにおいて第2ゲートリード17の隣に位置しうる。第2検出リード18は、たとえば銅または銅合金を含む材料から構成されうる。第2検出リード18は、第2検出配線181、第2検出端子182および連結部183を含みうる。
図4~図6、および図10に示すように、第2検出配線181は、第2絶縁層16に搭載されうる。第2検出配線181は、第2導電層12の第2主面121の上に配置されうる。第2検出配線181は、第2絶縁層16に接しうる。第2検出配線181は、第2方向xにおいて、第3端子33および第2ゲートリード17の第2ゲート配線171の間に位置しうる。第2検出配線181は、第3方向yに延びる形態としうる。第2検出配線181は、複数の第2半導体素子22の各々の第2主面電極222に導通しうる。
第2絶縁層16および第2導電層12の第2主面121の間の最大静止摩擦係数は、第2主面121および第2検出配線181の間の最大静止摩擦係数より大きくしうる。あわせて、第2絶縁層16および第2検出配線181の間の最大静止摩擦係数は、第2主面121および第2検出配線181の間の最大静止摩擦係数より大きくしうる。
図10に示すように、第2検出端子182は、第1方向zにおいて第2検出配線181より第2絶縁層16から遠くに位置しうる。図3および図10に示すように、第2検出端子182は、第1方向zに起立した部分を含みうる。当該部分は、封止樹脂50から外部に露出しうる。第2検出端子182には、複数の第2半導体素子22の各々の第2主面電極222に印加される電圧と等電位の電圧が印加されうる。
図10に示すように、連結部183は、第2検出配線181および第2検出端子182を相互に連結している。第2方向xに視て、連結部183は、第1方向zに屈曲しうる。
複数の第5導通部材45の各々は、図1に示すように、複数の第2半導体素子22のいずれかの第2ゲート電極223、および、第2ゲートリード17の第2ゲート配線171に導電接合されうる。複数の第2半導体素子22の各々の第2ゲート電極223は、第2ゲートリード17に導通しうる。半導体装置A10において、複数の第5導通部材45の各々はたとえばワイヤでありうる。複数の第5導通部材45の各々は、ボールボンディングにより第2ゲート電極223に導電接合されうる。複数の第5導通部材45の各々は、ウェッジボンディングにより第2ゲート配線171に導電接合されうる。複数の第5導通部材45の組成は、金を含みうる。この他、複数の第1導通部材41の組成は、たとえば銅およびアルミニウムの少なくとも一方を含みうる。
複数の第6導通部材46の各々は、図1、図5および図6に示すように、複数の第2半導体素子22のいずれかの第2主面電極222、および、第2検出リード18の第2検出配線181に導電接合されうる。複数の第2半導体素子22の各々の第2主面電極222は、第2検出リード18に導通しうる。半導体装置A10において、複数の第6導通部材46の各々はたとえばワイヤでありうる。複数の第6導通部材46の各々は、ボールボンディングにより第2主面電極222に導電接合されうる。複数の第6導通部材46の各々は、ウェッジボンディングにより第2検出配線181に導電接合されうる。複数の第6導通部材46の組成は、アルミニウムを含みうる。この他、複数の第6導通部材46の組成は、たとえば銅を含みうる。
半導体装置A10は、図1および図3に示すように、4つのダミー端子19を備えうる。4つのダミー端子19のうち2つのダミー端子19は、第2方向xにおいて第1ゲートリード14および第1検出リード15を基準として互いに反対側に位置しうる。残りの2つのダミー端子19は、第2方向xにおいて第2ゲートリード17および第2検出リード18を基準として互いに反対側に位置しうる。複数のダミー端子19は、銅または銅合金を含む材料からなる金属リードでありうる。第1方向zに視て、4つのダミー端子19の各々は、一対の基材10から離れて位置しうる。4つのダミー端子19の各々は、第1方向zに起立した部分を含みうる。当該部分は、封止樹脂50から外部に露出しうる。
第1端子31は、図1に示すように、第1導電層11の上に位置しうる。第1端子31は、複数の第2半導体素子22に導通しうる。第1方向zに視て、第1端子31は、第1ゲートリード14の第1ゲート配線141から、および、第1検出リード15の第1検出配線151から離れて位置しうる。第1端子31は、複数の第2半導体素子22の各々の第2主面電極222に導通しうる。第1端子31は、電力変換対象となる直流電力が印加されうるN端子(負極)であるが、本開示がこれに限定されるわけではない。第1端子31は、内部接続部311、中間部312、外部接続部313および第1台座部314を含みうる。内部接続部311、中間部312および外部接続部313の組成は、銅を含みうる。
図1に示すように、内部接続部311は、第1端子31において複数の第2半導体素子22から最も近くに位置しうる。第1方向zに視て、内部接続部311は、第2導電層12から離れて位置しうる。内部接続部311は、第1方向zにおいて第1導電層11の第1主面111から離れて位置しうる。第1方向zにおいて、内部接続部311は、外部接続部313より第1主面111の近くに位置しうる。内部接続部311は、封止樹脂50に覆われうる。
図1に示すように、内部接続部311は、第1部311Aおよび第2部311Bを含みうる。第1部311Aは、第2方向xにおいて複数の第1半導体素子21を基準として第1ゲートリード14の第1ゲート配線141とは反対側に位置しうる。第1部311Aは、第3方向yに延びる形態としうる。第2部311Bは、第1部311Aにつながりうる。第2部311Bは、複数の第1半導体素子21の第3方向yの一方側に位置しうる。第2部311Bは、第2方向xに延びる形態としうる。
図1および図6に示すように、中間部312は、内部接続部311の第2部311Bにつながりうる。中間部312は、第3方向yにおいて第1ゲートリード14の第1ゲート配線141、および第1検出リード15の第1検出配線151を基準として複数の第1半導体素子21とは反対側に位置しうる。中間部312は、第3方向yに延びる形態としうる。第1方向zに視て、中間部312は、第1導電層11の第1主面111に重なりうる。中間部312は、第1方向zにおいて第1主面111から離れて位置しうる。図12に示すように、中間部312の第1方向zの寸法t1は、中間部312の第2方向xの寸法t2より大きくしうる。中間部312は、封止樹脂50に覆われうる。
図6に示すように、内部接続部311の第2部311Bは、第1面31Aを含みうる。第1面31Aは、第1方向zにおいて第1導電層11の第1主面111と同じ側を向きうる。中間部312は、第1面31Aにつながる第2面31Bを含みうる。図10に示すように、第2面31Bの法線方向Nは、第1方向zに交差しうる。半導体装置A10において、第2面31Bの法線方向Nは、第1方向zに対して直交しうる。第1方向zは、第2面31Bの面内方向(第2面31Bに平行な方向)に含まれうる。第1面31Aおよび第2面31Bの間の交差角αは、たとえば直角でありうる。
図1、図4および図6に示すように、外部接続部313は、中間部312につながりうる。外部接続部313は、第2方向xにおいて中間部312を基準として内部接続部311とは反対側に位置しうる。外部接続部313は、第3方向yにおいて内部接続部311の第2部311Bから離れて位置しうる。第1方向zにおいて、外部接続部313は、第1導電層11の第1主面111から離れて位置しうる。
図4および図6に示すように、外部接続部313は、封止樹脂50から外部に露出する部分を含みうる。当該部分には、第1取付け孔313Aが設けられうる。第1取付け孔313Aは、第1方向zに外部接続部313を貫通しうる。
図4~図6、および図11に示すように、第1台座部314は、第1導電層11の第1主面111に配置されうる。図1に示すように、第1台座部314は、第2方向xにおいて複数の第1半導体素子21と、複数の第2半導体素子22との間に位置しうる。第1台座部314は、第3方向yに延びる形態としうる。第1台座部314は、第1主面111に接しうる。内部接続部311の第1部311Aは、第1台座部314に搭載されうる。第1台座部314は、たとえばエポキシ樹脂を含む絶縁性材料から構成されうる。この他、第1台座部314は、金属などの導電性材料からなる芯材の表面に絶縁性材料からなる被覆層が設けられた構成でありうる。第1台座部314が絶縁性材料からなる場合、第1絶縁層13のガラス転移点は、封止樹脂50のガラス転移点より高くしうる。
第1台座部314および第1導電層11の第1主面111の間の最大静止摩擦係数は、第1主面111および内部接続部311の間の最大静止摩擦係数より大きくしうる。第1台座部314および内部接続部311の間の最大静止摩擦係数は、第1主面111および内部接続部311の間の最大静止摩擦係数より大きくしうる。
第2端子32は、図2および図3に示すように、第1導電層11の第1主面111に導電接合されうる。第2端子32は、複数の第1半導体素子21の各々の第1裏面電極211に導通しうる。第2端子32は、第2方向xにおいて複数の第1半導体素子21を基準として複数の第2半導体素子22とは反対側に位置しうる。第2端子32は、第3方向yにおいて第1端子31の外部接続部313から離れて位置しうる。第2端子32は、電力変換対象となる直流電力が印加されうるP端子(正極)でありうるが、本開示がこれに限定されるわけではない。
図1および図5に示すように、第2端子32は、本体部321および第2台座部322を含みうる。本体部321は、第1方向zにおいて第1導電層11の第1主面111から離れて位置しうる。本体部321の組成は、銅を含みうる。本体部321は、封止樹脂50から外部に露出する部分を含みうる。当該部分には、第2取付け孔321Aが設けられうる。第2取付け孔321Aは、第1方向zに本体部321を貫通しうる。第2台座部322は、第1主面111および本体部321の間に位置しうる。第2台座部322は、第1主面111に導電接合されうる。本体部321は、第2台座部322に導電接合されうる。第2台座部322は、金属を含みうる。第2方向xに視て、第1端子31の中間部312は、第2台座部322に重なりうる。
第3端子33は、図2および図3に示すように、第2導電層12の第2主面121に導電接合されうる。これにより、第3端子33は、複数の第2半導体素子22の各々の第2裏面電極221に導通しうる。第3端子33は、第2方向xにおいて複数の第2半導体素子22を基準として複数の第1半導体素子21とは反対側に位置しうる。複数の第1半導体素子21、および複数の第2半導体素子22により変換された交流電力は、第3端子33から出力されうる。
図1、図5および図6に示すように、第3端子33は、本体部331および第3台座部332を含みうる。本体部331は、第1方向zにおいて第2導電層12の第2主面121から離れて位置しうる。本体部331の組成は、銅を含みうる。本体部331は、封止樹脂50から外部に露出する部分を含みうる。当該部分には、第3取付け孔331Aが設けられうる。第3取付け孔331Aは、第1方向zに本体部331を貫通しうる。第3台座部332は、第2主面121と本体部331との間に位置しうる。第3台座部332は、第2主面121に導電接合されうる。本体部331は、第3台座部332に導電接合されうる。第3台座部332は、金属を含みうる。
複数の第3導通部材43の各々は、図1および図5に示すように、複数の第1半導体素子21のいずれかの第1主面電極212、および、第2導電層12の第2主面121に導電接合されうる。複数の第1半導体素子21の各々の第1主面電極212は、複数の第2半導体素子22の各々の第2裏面電極221に導通しうる。複数の第3導通部材43の各々は、第1端子31の内部接続部311の第1部311Aを跨ぐ構成とされうる。半導体装置A10においては、複数の第3導通部材43の各々はたとえばワイヤでありうる。複数の第3導通部材43の組成は、アルミニウムを含みうる。この他、複数の第3導通部材43の組成は、銅を含みうる。
複数の第4導通部材44の各々は、図1、図4および図6に示すように、複数の第2半導体素子22のいずれかの第2主面電極222、および、第1端子31の内部接続部311の第1部311Aに導電接合されうる。第1端子31は、複数の第2半導体素子22の各々の第2主面電極222に導通しうる。半導体装置A10において、複数の第4導通部材44の各々はたとえばワイヤでありうる。複数の第4導通部材44の組成は、アルミニウムを含みうる。この他、複数の第4導通部材44の組成は、銅を含みうる。
封止樹脂50は、図4~図6に示すように、一対の基材10の各々の基板101、第1導電層11、複数の第1半導体素子21、第2導電層12、および複数の第2半導体素子22を覆いうる。封止樹脂50は、第1端子31、第2端子32、第3端子33、第1ゲートリード14、第1検出リード15、第2ゲートリード17、第2検出リード18、および複数のダミー端子19の、各々一部を覆いうる。封止樹脂50は、電気絶縁性を有しうる。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構成されうる。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を含みうる。
図4~図6に示すように、頂面51は、第1方向zにおいて第1導電層11の第1主面111と同じ側を向きうる。底面52は、第1方向zにおいて頂面51とは反対側を向きうる。図2に示すように、底面52から一対の基材10の各々の放熱層103が外部に露出しうる。
図3~図6に示すように、一対の第1側面53は、第2方向xにおいて互いに離れて位置しうる。一対の第1側面53は、頂面51および底面52につながりうる。一方の第1側面53から、第1端子31の外部接続部313、および、第2端子32の本体部321が、外部に露出しうる。他方の第1側面53から、第3端子33の本体部331が外部に露出しうる。図7~図11に示すように、一対の第2側面54は、第3方向yにおいて互いに離れて位置しうる。一対の第2側面54は、頂面51および底面52につながりうる。一方の第2側面54から、第1ゲートリード14の第1ゲート端子142、第1検出リード15の第1検出端子152、第2ゲートリード17の第2ゲート端子172、第2検出リード18の第2検出端子182、および複数のダミー端子19が外部に露出しうる。
第1変形例:
図13に基づき、本開示の第1実施形態の第1変形例にかかる半導体装置A11について説明する。半導体装置A11においては、第1端子31の構成が半導体装置A10の当該構成と異なりうる。
図13に基づき、本開示の第1実施形態の第1変形例にかかる半導体装置A11について説明する。半導体装置A11においては、第1端子31の構成が半導体装置A10の当該構成と異なりうる。
図13に示すように、中間部312に含まれる第2面31Bの法線方向Nは、第1方向zに交差しうる。半導体装置A11において、第2面31Bの法線方向Nは、第1方向zに対して傾斜しうる。内部接続部311の第2部311Bに含まれる第1面31Aおよび第2面31Bの間の交差角αは鋭角でありうる。
第2変形例:
図14に基づき、本開示の第1実施形態の第2変形例にかかる半導体装置A12について説明する。半導体装置A12においては、第1端子31の構成が半導体装置A10の当該構成と異なりうる。
図14に基づき、本開示の第1実施形態の第2変形例にかかる半導体装置A12について説明する。半導体装置A12においては、第1端子31の構成が半導体装置A10の当該構成と異なりうる。
図14に示すように、中間部312に含まれる第2面31Bの法線方向Nは、第1方向zに交差しうる。半導体装置A11においては、第2面31Bの法線方向Nは、第1方向zに対して傾斜しうる。内部接続部311の第2部311Bに含まれる第1面31Aおよび第2面31Bの間の交差角αは鈍角でありうる。
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導電層11、第1半導体素子21、第2導電層12、第2半導体素子22、第1ゲート配線141、第1端子31および第1導通部材41を備えうる。第1端子31は、内部接続部311、中間部312および外部接続部313を含みうる。中間部312は、第2方向xにおいて第1ゲート配線141を基準として第1半導体素子21とは反対側に位置しうる。内部接続部311は、第1方向zにおいて第1導電層11の第1主面111と同じ側を向く第1面31Aを含みうる。中間部312は、第1面31Aにつながる第2面31Bを含みうる。第2面31Bの法線方向Nは、第1方向zに交差しうる。本構成をとることにより、たとえば半導体装置A10の第2方向xの寸法の縮小を図った場合、第2方向xにおける、第1ゲート配線141および中間部312の間の間隔を広くしうる。これにより、第1導通部材41を第1半導体素子21および第1ゲート配線141に導電接合する際、第1半導体素子21から第1ゲート配線141に移動するボンディングツールが、第1端子31に干渉することを回避しうる。その結果、第1ゲート配線141に接する第1導通部材41の部分に対し、ボンディングツールによって十分な圧縮力を作用させうる。これにより、たとえば、第1ゲート配線141に対する第1導通部材41の接合不良の可能性を低減しうる。このように、本構成によれば、半導体装置A10の小型化を図りうる。これに加えて、あるいはこれとは独立に、半導体装置A10において、配線に対する導通部材の接合不良の可能性を低減しうる。
上記の作用効果の発現にあたって、図12に示すように、第2面31Bの法線方向Nは、第1方向zに対して直交することは必須ではない。図13および図14に示すように、第2面31Bの法線方向Nは、第1方向zに対して傾斜する構成としうる。
第1方向zにおいて、第1端子31の内部接続部311は、第1端子31の外部接続部313より第1導電層11の第1主面111の近くに位置しうる。第1方向zに視て、内部接続部311は、第1主面111に重なりうる。本構成をとることにより、第1導電層11および第1端子31の相互インダクタンスの作用が向上しうる。それにより、たとえば第1導電層11および第1端子31の各々に現れる寄生インダクタンスを低減しうる。あるいは、第1半導体素子21に印加されうるサージ電圧を低減しうる。あるいは、半導体装置A10おける電力損失を低減しうる。
第1端子31の中間部312の第1方向zの寸法t1は、中間部312の第2方向xの寸法より大きくしうる。本構成をとることにより、第2方向xにおける、第1ゲート配線141および中間部312の間の間隔を広く確保しつつ、中間部312の寄生抵抗の増加を低減しうる。
第1方向zに視て、中間部312は、第1導電層11の第1主面111に重なりうる。本構成をとることにより、半導体装置A10の第2方向xの寸法の縮小を図りつつ、第1導電層11および第1端子31の各々に現れる寄生インダクタンスを低減しうる。
第2方向xに視て、第1端子31の中間部312は、第2端子32に重なりうる。本構成により、第1端子31および第2端子32の相互インダクタンスの作用を向上しうる。これにより、たとえば、第1端子31および第2端子32の各々における寄生インダクタンスを低減しうる。あるいは、第1半導体素子21に印加されうるサージ電圧を低減しうる。あるいは、半導体装置A10おける電力損失を低減しうる。
半導体装置A10は、第1導電層11の第1主面111の上に配置された第1検出配線151と、第1半導体素子21と第1検出配線151とに導電接合された第2導通部材42とを備えうる。第1検出配線151は、第2方向xにおいて第1ゲート配線141および第1端子31の中間部312の間に位置しうる。本構成をとることによって、第2導通部材42を第1半導体素子21および第1検出配線151に導電接合する際、第1半導体素子21から第1検出配線151に移動するボンディングツールが、第1端子31に干渉することを回避しうる。その結果、第1検出配線151に接する第2導通部材42の部分に対して、ボンディングツールによって十分な圧縮力を作用させうる。これにより、たとえば、第1ゲート配線141に対する第1導通部材41の接合不良の可能性を低減しうる。
半導体装置A10は、第1導電層11の第1主面111に配置された第1絶縁層13を備えうる。第1ゲート配線141および第1検出配線151は、第1絶縁層13に搭載されうる。本構成をとることにより、第1ゲート配線141および第1検出配線151の各々が第1導電層11に対して電気絶縁されうる。
上記の場合において、第1絶縁層13および第1主面111の間の最大静止摩擦係数は、第1主面111および第1ゲート配線141の間の最大静止摩擦係数より大きくしうる。あわせて、第1絶縁層13および第1ゲート配線141の間の最大静止摩擦係数は、第1主面111および第1ゲート配線141の間の最大静止摩擦係数より大きくしうる。これにより、第1主面111に対して第1絶縁層13が接合されていない場合、第1主面111に対する第1絶縁層13の位置ずれを低減しうる。同様に、第1絶縁層13に対して第1ゲート配線141が接合されていない場合、第1絶縁層13に対する第1ゲート配線141の位置ずれを低減しうる。
第1端子31の内部接続部311は、第1部311Aおよび第2部311Bを含みうる。半導体装置A10は、第1半導体素子21および第2導電層12の第2主面121に導電接合された第3導通部材43を備えうる。第3導通部材43は、第1部311Aを跨ぐ形態とされうる。本構成をとることにより、第1半導体素子21および第2半導体素子22の各々がオンの際、第3導通部材43および第1端子31の相互インダクタンスの作用が向上しうる。その結果、たとえば、第3導通部材43および第1端子31の各々に現れる寄生インダクタンスを低減しうる。
半導体装置A10は、第1導電層11および第2導電層12の各々が接合された基材10と、第1導電層11、第1半導体素子21、第2導電層12および第2半導体素子22を覆う封止樹脂50を備えうる。基材10は、基板101と、基板101を基準として第1導電層11および第2導電層12とは反対側に位置する放熱層103とを含みうる。放熱層103は、基板101に接合され、かつ封止樹脂50から外部に露出しうる。本構成をとることにより、第1半導体素子21および第2半導体素子22の各々から発生する熱を放熱層103から効率よく外部に放出しうる。
第2実施形態:
図15~図17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15は、理解の便宜上、封止樹脂50を透過して示している。図15において透過した封止樹脂50の外形を想像線で示している。図15において、XVI-XVI線、およびXVII-XVII線をそれぞれ一点鎖線で示している。
図15~図17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15は、理解の便宜上、封止樹脂50を透過して示している。図15において透過した封止樹脂50の外形を想像線で示している。図15において、XVI-XVI線、およびXVII-XVII線をそれぞれ一点鎖線で示している。
半導体装置A20は、第1端子31の構成が半導体装置A10と異なりうる。あるいは、半導体装置A20は、複数の第4導通部材44を具備しない点において、半導体装置A10と異なりうる。
図15に示すように、第1端子31の内部接続部311は、複数の第3部311Cを含みうる。複数の第3部311Cは、内部接続部311の第1部311Aから第2方向xにおいて複数の第2半導体素子22が位置する側に延びる形態としうる。複数の第3部311Cは、第3方向yに沿って配列されうる。図16および図17に示すように、複数の第3部311Cは、導電接合層29を介して複数の第2半導体素子22の各々の第2主面電極222に個別に導電接合されうる。
図15に示すように、複数の第3導通部材43の各々は、内部接続部311の第1部311Aを跨ぐ形態とされうる。図15~図17に示すように、内部接続部311の複数の第3部311Cの各々は、たとえば、第1導電層11および第2導電層12の間を跨ぐ形態とされる。半導体装置A20においては、第1端子31は、第1台座部314を具備しない構成とされうる。
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導電層11、第1半導体素子21、第2導電層12、第2半導体素子22、第1ゲート配線141、第1端子31および第1導通部材41を備えうる。第1端子31は、内部接続部311、中間部312および外部接続部313を含みうる。中間部312は、第2方向xにおいて第1ゲート配線141を基準として第1半導体素子21とは反対側に位置しうる。内部接続部311は、第1方向zにおいて第1導電層11の第1主面111と同じ側を向く第1面31Aを含みうる。中間部312は、第1面31Aにつながる第2面31Bを含みうる。第2面31Bの法線方向Nは、第1方向zに交差しうる。本構成によれば、半導体装置A20の小型化を図りうる。これに加えて、あるいはこれとは独立に、半導体装置A20において、配線に対する導通部材の接合不良の可能性を低減しうる。半導体装置A20は、半導体装置A10と同様の構成を具備しうる。これにより、半導体装置A20は、当該構成にかかる作用効果を奏しうる。
半導体装置A20において、第1端子31の内部接続部311は、第1部311Aから第2方向xにおいて第1半導体素子21が位置する側に延びる第3部311Cを含みうる。第3部311Cは、第2半導体素子22に導電接合されうる。本構成をとることにより、第2半導体素子22から第1端子31の中間部312に至る導電経路長を短縮しうる。これにより、たとえば、半導体装置A20における寄生抵抗を低減しうる。
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.
第1方向を向く第1主面を含む第1導電層と、
前記第1主面に接合された第1半導体素子と、
前記第1方向において前記第1主面と同じ側を向く第2主面を含むとともに、前記第1方向に対して直交する第2方向において前記第1導電層から離れた第2導電層と、
前記第2主面に接合された第2半導体素子と、
前記第2方向において前記第1半導体素子を基準として前記第2半導体素子とは反対側に位置しており、かつ前記第1主面の上に配置された第1ゲート配線と、
前記第2半導体素子に導通する第1端子と、
前記第1半導体素子と前記第1ゲート配線とに導電接合された第1導通部材と、を備え、
前記第1端子は、前記第2半導体素子から最も近くに位置する内部接続部と、前記内部接続部につながる中間部と、前記第2方向において前記中間部を基準として前記内部接続部とは反対側に位置しており、かつ前記中間部につながる外部接続部と、を含み、
前記中間部は、前記第2方向において前記第1ゲート配線を基準として前記第1半導体素子とは反対側に位置しており、
前記内部接続部は、前記第1方向において前記第1主面と同じ側を向く第1面を含み、
前記中間部は、前記第1面につながる第2面を含み、
前記第2面の法線方向は、前記第1方向に交差する、半導体装置。
付記2.
前記第1方向において、前記内部接続部は、前記外部接続部より前記第1主面の近くに位置する、付記1に記載の半導体装置。
付記3.
前記中間部の前記第1方向の寸法は、前記中間部の前記第2方向の寸法より大きい、付記2に記載の半導体装置。
付記4.
前記第1方向に視て、前記中間部は、前記第1主面に重なっている、付記3に記載の半導体装置。
付記5.
前記内部接続部は、前記第2方向において前記第1半導体素子を基準として前記第1ゲート配線とは反対側に位置する第1部と、前記第1部および前記中間部につながる第2部と、を含み、
前記第1部は、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方向に延びており、
前記第2部は、前記第1面を含むとともに、前記第1半導体素子の前記第3方向の一方側に位置している、付記4に記載の半導体装置。
付記6.
前記中間部は、前記第3方向に延びており、
前記外部接続部は、前記第3方向において前記第2部から離れている、付記5に記載の半導体装置。
付記7.
前記第1主面の上に配置された第1検出配線と、
前記第1半導体素子と前記第1検出配線とに導電接合された第2導通部材と、をさらに備え、
前記第1検出配線は、前記第2方向において前記第1ゲート配線と前記中間部との間に位置する、付記6に記載の半導体装置。
付記8.
前記第1方向に視て、前記第1端子は、前記第1ゲート配線および前記第1検出配線の各々から離れている、付記7に記載の半導体装置。
付記9.
前記第1主面に接合された第1絶縁層をさらに備え、
前記第1ゲート配線および前記第1検出配線は、前記第1絶縁層に搭載されている、付記8に記載の半導体装置。
付記10.
前記第1半導体素子は、前記第1主面に導電接合されており、
前記第2半導体素子は、前記第2主面に導電接合されている、付記5ないし9のいずれかに記載の半導体装置。
付記11.
前記第1半導体素子と前記第2主面とに導電接合された第3導通部材をさらに備え、
前記第3導通部材は、前記第1部を跨いでいる、付記10に記載の半導体装置。
付記12.
前記内部接続部は、前記第1部から前記第2方向において前記第2半導体素子が位置する側に延びる第3部を含み、
前記第3部は、前記第2半導体素子に導電接合されている、付記11に記載の半導体装置。
付記13.
前記第1主面に導電接合された第2端子をさらに備え、
前記第2端子は、前記第3方向において前記外部接続部から離れている、付記11に記載の半導体装置。
付記14.
前記第2主面に導電接合された第3端子をさらに備え、
前記第3端子は、前記第2方向において前記第2半導体素子を基準として前記第1端子とは反対側に位置する、付記13に記載の半導体装置。
付記15.
前記第1方向において前記第1導電層および前記第2導電層を基準として前記第1半導体素子および前記第2半導体素子とは反対側に位置する基材をさらに備え、
前記第1導電層および前記第2導電層は、各々、前記基材に接合されている、付記14に記載の半導体装置。
付記16.
前記第1導電層、前記第1半導体素子、前記第2導電層および前記第2半導体素子を覆う封止樹脂をさらに備え、
前記内部接続部および前記中間部は、前記封止樹脂に覆われており、
前記外部接続部は、前記封止樹脂から外部に露出している、付記15に記載の半導体装置。
付記17.
前記基材は、基板と、前記基板を基準として前記第1導電層および前記第2導電層とは反対側に位置する放熱層と、を含み、
前記基板は、前記封止樹脂に覆われており、
前記放熱層は、前記基板に接合されており、かつ前記封止樹脂から外部に露出している、付記16に記載の半導体装置。
付記1.
第1方向を向く第1主面を含む第1導電層と、
前記第1主面に接合された第1半導体素子と、
前記第1方向において前記第1主面と同じ側を向く第2主面を含むとともに、前記第1方向に対して直交する第2方向において前記第1導電層から離れた第2導電層と、
前記第2主面に接合された第2半導体素子と、
前記第2方向において前記第1半導体素子を基準として前記第2半導体素子とは反対側に位置しており、かつ前記第1主面の上に配置された第1ゲート配線と、
前記第2半導体素子に導通する第1端子と、
前記第1半導体素子と前記第1ゲート配線とに導電接合された第1導通部材と、を備え、
前記第1端子は、前記第2半導体素子から最も近くに位置する内部接続部と、前記内部接続部につながる中間部と、前記第2方向において前記中間部を基準として前記内部接続部とは反対側に位置しており、かつ前記中間部につながる外部接続部と、を含み、
前記中間部は、前記第2方向において前記第1ゲート配線を基準として前記第1半導体素子とは反対側に位置しており、
前記内部接続部は、前記第1方向において前記第1主面と同じ側を向く第1面を含み、
前記中間部は、前記第1面につながる第2面を含み、
前記第2面の法線方向は、前記第1方向に交差する、半導体装置。
付記2.
前記第1方向において、前記内部接続部は、前記外部接続部より前記第1主面の近くに位置する、付記1に記載の半導体装置。
付記3.
前記中間部の前記第1方向の寸法は、前記中間部の前記第2方向の寸法より大きい、付記2に記載の半導体装置。
付記4.
前記第1方向に視て、前記中間部は、前記第1主面に重なっている、付記3に記載の半導体装置。
付記5.
前記内部接続部は、前記第2方向において前記第1半導体素子を基準として前記第1ゲート配線とは反対側に位置する第1部と、前記第1部および前記中間部につながる第2部と、を含み、
前記第1部は、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方向に延びており、
前記第2部は、前記第1面を含むとともに、前記第1半導体素子の前記第3方向の一方側に位置している、付記4に記載の半導体装置。
付記6.
前記中間部は、前記第3方向に延びており、
前記外部接続部は、前記第3方向において前記第2部から離れている、付記5に記載の半導体装置。
付記7.
前記第1主面の上に配置された第1検出配線と、
前記第1半導体素子と前記第1検出配線とに導電接合された第2導通部材と、をさらに備え、
前記第1検出配線は、前記第2方向において前記第1ゲート配線と前記中間部との間に位置する、付記6に記載の半導体装置。
付記8.
前記第1方向に視て、前記第1端子は、前記第1ゲート配線および前記第1検出配線の各々から離れている、付記7に記載の半導体装置。
付記9.
前記第1主面に接合された第1絶縁層をさらに備え、
前記第1ゲート配線および前記第1検出配線は、前記第1絶縁層に搭載されている、付記8に記載の半導体装置。
付記10.
前記第1半導体素子は、前記第1主面に導電接合されており、
前記第2半導体素子は、前記第2主面に導電接合されている、付記5ないし9のいずれかに記載の半導体装置。
付記11.
前記第1半導体素子と前記第2主面とに導電接合された第3導通部材をさらに備え、
前記第3導通部材は、前記第1部を跨いでいる、付記10に記載の半導体装置。
付記12.
前記内部接続部は、前記第1部から前記第2方向において前記第2半導体素子が位置する側に延びる第3部を含み、
前記第3部は、前記第2半導体素子に導電接合されている、付記11に記載の半導体装置。
付記13.
前記第1主面に導電接合された第2端子をさらに備え、
前記第2端子は、前記第3方向において前記外部接続部から離れている、付記11に記載の半導体装置。
付記14.
前記第2主面に導電接合された第3端子をさらに備え、
前記第3端子は、前記第2方向において前記第2半導体素子を基準として前記第1端子とは反対側に位置する、付記13に記載の半導体装置。
付記15.
前記第1方向において前記第1導電層および前記第2導電層を基準として前記第1半導体素子および前記第2半導体素子とは反対側に位置する基材をさらに備え、
前記第1導電層および前記第2導電層は、各々、前記基材に接合されている、付記14に記載の半導体装置。
付記16.
前記第1導電層、前記第1半導体素子、前記第2導電層および前記第2半導体素子を覆う封止樹脂をさらに備え、
前記内部接続部および前記中間部は、前記封止樹脂に覆われており、
前記外部接続部は、前記封止樹脂から外部に露出している、付記15に記載の半導体装置。
付記17.
前記基材は、基板と、前記基板を基準として前記第1導電層および前記第2導電層とは反対側に位置する放熱層と、を含み、
前記基板は、前記封止樹脂に覆われており、
前記放熱層は、前記基板に接合されており、かつ前記封止樹脂から外部に露出している、付記16に記載の半導体装置。
A10,A20:半導体装置 10:基材
101:基板 102:支持層
103:放熱層 11:第1導電層
111:第1主面 12:第2導電層
121:第2主面 13:第1絶縁層
14:第1ゲートリード 141:第1ゲート配線
142:第1ゲート端子 143:連結部
15:第1検出リード 151:第1検出配線
152:第1検出端子 153:連結部
16:第2絶縁層 17:第2ゲートリード
171:第2ゲート配線 172:第2ゲート端子
173:連結部 18:第2検出リード
181:第2検出配線 182:第2検出端子
183:連結部 19:ダミー端子
21:第1半導体素子 211:第1裏面電極
212:第1主面電極 213:第1ゲート電極
22:第2半導体素子 221:第2裏面電極
222:第2主面電極 223:第2ゲート電極
29:導電接合層 31:第1端子
31A:第1面 31B:第2面
311:内部接続部 311A:第1部
311B:第2部 311C:第3部
312:中間部 313:外部接続部
313A:第1取付け孔 314:第1台座部
32:第2端子 321:本体部
321A:第2取付け孔 322:第2台座部
33:第3端子 331:本体部
331A:第3取付け孔 332:第3台座部
41:第1導通部材 42:第2導通部材
43:第3導通部材 44:第4導通部材
45:第5導通部材 46:第6導通部材
50:封止樹脂 51:頂面
52:底面 53:第1側面
54:第2側面 z:第1方向
x:第2方向 y:第3方向
101:基板 102:支持層
103:放熱層 11:第1導電層
111:第1主面 12:第2導電層
121:第2主面 13:第1絶縁層
14:第1ゲートリード 141:第1ゲート配線
142:第1ゲート端子 143:連結部
15:第1検出リード 151:第1検出配線
152:第1検出端子 153:連結部
16:第2絶縁層 17:第2ゲートリード
171:第2ゲート配線 172:第2ゲート端子
173:連結部 18:第2検出リード
181:第2検出配線 182:第2検出端子
183:連結部 19:ダミー端子
21:第1半導体素子 211:第1裏面電極
212:第1主面電極 213:第1ゲート電極
22:第2半導体素子 221:第2裏面電極
222:第2主面電極 223:第2ゲート電極
29:導電接合層 31:第1端子
31A:第1面 31B:第2面
311:内部接続部 311A:第1部
311B:第2部 311C:第3部
312:中間部 313:外部接続部
313A:第1取付け孔 314:第1台座部
32:第2端子 321:本体部
321A:第2取付け孔 322:第2台座部
33:第3端子 331:本体部
331A:第3取付け孔 332:第3台座部
41:第1導通部材 42:第2導通部材
43:第3導通部材 44:第4導通部材
45:第5導通部材 46:第6導通部材
50:封止樹脂 51:頂面
52:底面 53:第1側面
54:第2側面 z:第1方向
x:第2方向 y:第3方向
Claims (17)
- 第1方向を向く第1主面を含む第1導電層と、
前記第1主面に接合された第1半導体素子と、
前記第1方向において前記第1主面と同じ側を向く第2主面を含むとともに、前記第1方向に対して直交する第2方向において前記第1導電層から離れた第2導電層と、
前記第2主面に接合された第2半導体素子と、
前記第2方向において前記第1半導体素子を基準として前記第2半導体素子とは反対側に位置しており、かつ前記第1主面の上に配置された第1ゲート配線と、
前記第2半導体素子に導通する第1端子と、
前記第1半導体素子と前記第1ゲート配線とに導電接合された第1導通部材と、を備え、
前記第1端子は、前記第2半導体素子から最も近くに位置する内部接続部と、前記内部接続部につながる中間部と、前記第2方向において前記中間部を基準として前記内部接続部とは反対側に位置しており、かつ前記中間部につながる外部接続部と、を含み、
前記中間部は、前記第2方向において前記第1ゲート配線を基準として前記第1半導体素子とは反対側に位置しており、
前記内部接続部は、前記第1方向において前記第1主面と同じ側を向く第1面を含み、
前記中間部は、前記第1面につながる第2面を含み、
前記第2面の法線方向は、前記第1方向に交差する、半導体装置。 - 前記第1方向において、前記内部接続部は、前記外部接続部より前記第1主面の近くに位置する、請求項1に記載の半導体装置。
- 前記中間部の前記第1方向の寸法は、前記中間部の前記第2方向の寸法より大きい、請求項2に記載の半導体装置。
- 前記第1方向に視て、前記中間部は、前記第1主面に重なっている、請求項3に記載の半導体装置。
- 前記内部接続部は、前記第2方向において前記第1半導体素子を基準として前記第1ゲート配線とは反対側に位置する第1部と、前記第1部および前記中間部につながる第2部と、を含み、
前記第1部は、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方向に延びており、
前記第2部は、前記第1面を含むとともに、前記第1半導体素子の前記第3方向の一方側に位置している、請求項4に記載の半導体装置。 - 前記中間部は、前記第3方向に延びており、
前記外部接続部は、前記第3方向において前記第2部から離れている、請求項5に記載の半導体装置。 - 前記第1主面の上に配置された第1検出配線と、
前記第1半導体素子と前記第1検出配線とに導電接合された第2導通部材と、をさらに備え、
前記第1検出配線は、前記第2方向において前記第1ゲート配線と前記中間部との間に位置する、請求項6に記載の半導体装置。 - 前記第1方向に視て、前記第1端子は、前記第1ゲート配線および前記第1検出配線の各々から離れている、請求項7に記載の半導体装置。
- 前記第1主面に接合された第1絶縁層をさらに備え、
前記第1ゲート配線および前記第1検出配線は、前記第1絶縁層に搭載されている、請求項8に記載の半導体装置。 - 前記第1半導体素子は、前記第1主面に導電接合されており、
前記第2半導体素子は、前記第2主面に導電接合されている、請求項5ないし9のいずれかに記載の半導体装置。 - 前記第1半導体素子と前記第2主面とに導電接合された第3導通部材をさらに備え、
前記第3導通部材は、前記第1部を跨いでいる、請求項10に記載の半導体装置。 - 前記内部接続部は、前記第1部から前記第2方向において前記第2半導体素子が位置する側に延びる第3部を含み、
前記第3部は、前記第2半導体素子に導電接合されている、請求項11に記載の半導体装置。 - 前記第1主面に導電接合された第2端子をさらに備え、
前記第2端子は、前記第3方向において前記外部接続部から離れている、請求項11に記載の半導体装置。 - 前記第2主面に導電接合された第3端子をさらに備え、
前記第3端子は、前記第2方向において前記第2半導体素子を基準として前記第1端子とは反対側に位置する、請求項13に記載の半導体装置。 - 前記第1方向において前記第1導電層および前記第2導電層を基準として前記第1半導体素子および前記第2半導体素子とは反対側に位置する基材をさらに備え、
前記第1導電層および前記第2導電層は、各々、前記基材に接合されている、請求項14に記載の半導体装置。 - 前記第1導電層、前記第1半導体素子、前記第2導電層および前記第2半導体素子を覆う封止樹脂をさらに備え、
前記内部接続部および前記中間部は、前記封止樹脂に覆われており、
前記外部接続部は、前記封止樹脂から外部に露出している、請求項15に記載の半導体装置。 - 前記基材は、基板と、前記基板を基準として前記第1導電層および前記第2導電層とは反対側に位置する放熱層と、を含み、
前記基板は、前記封止樹脂に覆われており、
前記放熱層は、前記基板に接合されており、かつ前記封止樹脂から外部に露出している、請求項16に記載の半導体装置。
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WO (1) | WO2024106219A1 (ja) |
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WO2010131679A1 (ja) * | 2009-05-14 | 2010-11-18 | ローム株式会社 | 半導体装置 |
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-
2023
- 2023-11-02 WO PCT/JP2023/039565 patent/WO2024106219A1/ja unknown
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2010131679A1 (ja) * | 2009-05-14 | 2010-11-18 | ローム株式会社 | 半導体装置 |
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