WO2023157604A1 - 半導体装置および半導体装置の実装構造体 - Google Patents

半導体装置および半導体装置の実装構造体 Download PDF

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WO2023157604A1
WO2023157604A1 PCT/JP2023/002555 JP2023002555W WO2023157604A1 WO 2023157604 A1 WO2023157604 A1 WO 2023157604A1 JP 2023002555 W JP2023002555 W JP 2023002555W WO 2023157604 A1 WO2023157604 A1 WO 2023157604A1
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WO
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lead
electrode
semiconductor device
mounting surface
region
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/002555
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English (en)
French (fr)
Inventor
飛馬 今村
Original Assignee
ローム株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48Arrangements 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 and a mounting structure for the semiconductor device.
  • Patent Document 1 discloses an example of a conventional semiconductor device.
  • the semiconductor device disclosed in the document includes a semiconductor element, multiple leads, and sealing resin.
  • a drain electrode of a semiconductor element is electrically connected to the main surface of one lead.
  • the back surface of the lead is exposed from the sealing resin. The back surface is joined to the circuit wiring by soldering.
  • An object of the present disclosure is to provide a semiconductor device (and by extension, a mounting structure of a semiconductor device) that has been improved over the conventional ones.
  • one object of the present disclosure is to provide a semiconductor device capable of promoting heat dissipation and suppressing noise, and to provide a mounting structure for such a semiconductor device. .
  • a semiconductor device provided by a first aspect of the present disclosure has a first electrode and a second electrode positioned on one side in the thickness direction, and a third electrode positioned on the other side in the thickness direction. and a semiconductor element in which an energization state of the first electrode and the third electrode is controlled by a voltage application state to the second electrode.
  • the semiconductor device includes a first lead electrically connected to the first electrode, a second lead electrically connected to the second electrode, a third lead electrically connected to the third electrode, a fourth lead, and the semiconductor element. and a sealing resin covering at least the semiconductor element.
  • the third lead is exposed from the sealing resin on the other side in the thickness direction.
  • the fourth lead is joined to the semiconductor element and exposed from the sealing resin to the other side in the thickness direction.
  • the semiconductor element has a switching function. the impedance of the path from the switching function unit to the fourth lead is greater than the impedance of the path from the switching function unit to the third lead;
  • a semiconductor device mounting structure provided by a second aspect of the present disclosure includes a semiconductor device and a substrate on which the semiconductor device is mounted.
  • the semiconductor device has a first electrode, a second electrode, and a third electrode, and a semiconductor element in which an energization state of the first electrode and the second electrode is controlled by a voltage application state to the second electrode;
  • the substrate includes an insulating portion and a wiring portion, and the wiring portion is electrically connected to the first region electrically connected to the first lead, the second region electrically connected to the second lead, and the third lead.
  • a joined third region a joined third region; a fourth region adjacent to the third region and conductively joined to the third lead; a ground-connected fifth region; a substantially interposed sixth region, and a main current terminal in communication with the third region.
  • the impedance of the path from the third lead to the fifth area via the fourth and sixth areas is higher than the impedance of the path from the third lead to the main current terminal.
  • a semiconductor device (furthermore, a mounting structure of a semiconductor device) capable of promoting heat dissipation and suppressing noise.
  • FIG. 1 is a plan view showing a semiconductor device according to a first embodiment of the present disclosure
  • FIG. FIG. 2 is a bottom view showing the semiconductor device according to the first embodiment of the present disclosure
  • FIG. FIG. 3 is a main part plan view showing the semiconductor device according to the first embodiment of the present disclosure
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV of FIG.
  • FIG. FIG. 7 is a cross-sectional view along line VII-VII of FIG.
  • FIG. 8 is a circuit section showing the semiconductor device according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 9 is a main part plan view showing a mounting structure of the semiconductor device according to the first embodiment of the present disclosure
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing a first modification of the semiconductor device according to the first embodiment of the present disclosure
  • FIG. 11 is an enlarged cross-sectional plan view of main parts showing a first modification of the semiconductor device according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 12 is a main part plan view showing a second modification of the semiconductor device according to the first embodiment of the present disclosure;
  • FIG. 13 is a cross-sectional view showing a semiconductor device according to a second embodiment of the present disclosure;
  • FIG. 14 is a circuit section showing a semiconductor device according to a second embodiment of the present disclosure;
  • FIG. 15 is a circuit section showing a semiconductor device according to a third embodiment of the present disclosure
  • FIG. 16 is a main part plan view showing a mounting structure of a semiconductor device according to a fourth embodiment of the present disclosure
  • 17 is a cross-sectional view along line XVII-XVII of FIG. 16.
  • FIG. 18 is a circuit section showing a mounting structure of a semiconductor device according to a fourth embodiment of the present disclosure
  • 19 is a plan view showing a semiconductor device according to a fifth embodiment of the present disclosure
  • FIG. FIG. 20 is a main part plan view showing a mounting structure of a semiconductor device according to a fifth embodiment of the present disclosure
  • 21 is a cross-sectional view taken along line XXI-XXI in FIG. 19.
  • FIG. 19 is a cross-sectional view taken along line XXI-XXI in FIG. 19.
  • FIG. 22 is a cross-sectional view along line XXII-XXII of FIG. 19.
  • FIG. FIG. 23 is a plan view showing a semiconductor device according to a sixth embodiment of the present disclosure;
  • FIG. 24 is a cross-sectional view along line XXIV-XXIV of FIG. 23.
  • FIG. 25 is a cross-sectional view taken along line XXV--XXV of FIG. 23.
  • a certain entity A is formed on a certain entity B” and “a certain entity A is formed on a certain entity B” mean “a certain entity A is formed on a certain entity B”. It includes "being directly formed in entity B” and “being formed in entity B while another entity is interposed between entity A and entity B”.
  • ⁇ an entity A is placed on an entity B'' and ⁇ an entity A is located on an entity B'' mean ⁇ an entity A is located on an entity B.'' It includes "directly placed on B” and "some entity A is placed on an entity B while another entity is interposed between an entity A and an entity B.”
  • ⁇ an object A is located on an object B'' means ⁇ an object A is adjacent to an object B and an object A is positioned on an object B. and "the thing A is positioned on the thing B while another thing is interposed between the thing A and the thing B".
  • ⁇ an object A overlaps an object B when viewed in a certain direction'' means ⁇ an object A overlaps all of an object B'' and ⁇ an object A overlaps an object B.'' It includes "overlapping a part of a certain thing B".
  • a certain surface A faces (one side or the other side of) direction B is not limited to the case where the angle of surface A with respect to direction B is 90 °, and the surface A Including when it is tilted against.
  • First embodiment: 1 to 8 show a semiconductor device according to a first embodiment of the present disclosure.
  • the semiconductor device A10 of this embodiment includes a first lead 11, a second lead 12, a third lead 13, a fourth lead 14, a semiconductor element 2, a first joint portion 61, a second joint portion 62, a plurality of wires 65, Wires 66 and sealing resin 7 are provided.
  • FIG. 9 shows a mounting structure of a semiconductor device according to the first embodiment of the present disclosure.
  • a semiconductor device mounting structure B10 of the present embodiment includes a semiconductor device A10 and a substrate 9 .
  • FIG. 1 is a plan view showing the semiconductor device A10.
  • FIG. 2 is a bottom view showing the semiconductor device A10.
  • FIG. 3 is a fragmentary plan view showing the semiconductor device A10.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV of FIG.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view along line VV of FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line VI-VI of FIG. 3.
  • FIG. FIG. 7 is a cross-sectional view along line VII-VII of FIG.
  • FIG. 8 shows a circuit portion of the semiconductor device A10.
  • FIG. 9 is a fragmentary plan view showing a mounting structure B10 for a semiconductor device.
  • the z-direction is an example of the "thickness direction" and the y-direction is an example of the "first direction.”
  • the semiconductor device A10 has a rectangular shape (or a substantially rectangular shape) when viewed in the z direction.
  • the size of the semiconductor device A10 is not particularly limited. 0.5 mm to 1.5 mm.
  • First lead 11, second lead 12, third lead 13, fourth lead 14 The first lead 11, the second lead 12, the third lead 13 and the fourth lead 14 are formed, for example, by punching or bending a metal plate. First lead 11, second lead 12, third lead 13 and fourth lead 14 are made of, for example, copper (Cu) or nickel (Ni), or an alloy thereof. Further, the first lead 11, the second lead 12, the third lead 13 and the fourth lead 14 may be provided with a plating layer at appropriate locations for the purpose of improving the wettability of solder or improving the bonding strength of wire bonding. good. The thickness of first lead 11, second lead 12, third lead 13 and fourth lead 14 is, for example, 0.1 mm to 0.3 mm.
  • the arrangement of the first lead 11, the second lead 12, the third lead 13 and the fourth lead 14 is not limited at all. In the present embodiment, as shown in FIG. and the second lead 12 in the y direction.
  • the fourth lead 14 is positioned between the first lead 11 and the second lead 12 and the third lead 13 in the y-direction.
  • the first leads 11 and the second leads 12 are arranged in the x direction.
  • the first lead 11, the second lead 12, the third lead 13 and the fourth lead 14 are arranged apart from each other when viewed in the z-direction.
  • the third lead 13 and the fourth lead 14 are larger than the first lead 11 and the second lead 12 when viewed in the z direction.
  • the second lead 12 has the smallest size when viewed in the z direction.
  • the first lead 11 has a first bonding portion 114 and a plurality of (three in this embodiment) first extending portions 115 .
  • the first bonding portion 114 is positioned on one side in the z direction (upper side in FIG. 4) with respect to the plurality of first extending portions 115 .
  • the first bonding portion 114 is located inside the plurality of first extending portions 115 in the y direction.
  • a plurality of first extending portions 115 extend from the first bonding portion 114 to the other side in the y direction. As viewed in the z-direction, the tip portion of the first extending portion 115 protrudes from the sealing resin 7 to the other side in the y-direction.
  • the first lead 11 has a first main surface 111 and a first mounting surface 112 .
  • the first main surface 111 is a surface facing one side in the z direction.
  • the first mounting surface 112 is a surface facing the other side in the z direction.
  • the first mounting surface 112 is a portion that is bonded with a bonding material such as solder when the semiconductor device A10 is mounted on the substrate 9 .
  • the first lead 11 has a flat shape along the x-direction and the y-direction, but the specific shape of the first lead 11 is not limited at all. may
  • the second lead 12 has a second bonding portion 124 and a second extending portion.
  • the second bonding portion 124 is positioned on one side in the z direction (upper side in FIG. 5) with respect to the second extending portion 125 .
  • the second bonding portion 124 is located inside the second extending portion 125 in the y direction.
  • the second extending portion 125 extends from the second bonding portion 124 to the other side in the y direction.
  • the tip portion of the second extending portion 125 protrudes from the sealing resin 7 to the other side in the y-direction.
  • the second lead 12 has a second main surface 121 and a second mounting surface 122 .
  • the second main surface 121 is a surface facing one side in the z direction.
  • the second mounting surface 122 is a surface facing the other side in the z direction.
  • the second mounting surface 122 is a portion that is bonded with a bonding material such as solder when the semiconductor device A10 is mounted on the substrate 9 .
  • the second lead 12 has a flat shape along the x-direction and the y-direction, but the specific shape of the second lead 12 is not limited at all. may
  • the third lead 13 has a third bonding portion 134 and a plurality of (four in this embodiment) third extending portions 135.
  • the third bonding portion 134 has, for example, a rectangular shape when viewed in the z direction.
  • a plurality of third extending portions 135 extend from the third bonding portion 134 to one side in the y direction.
  • the tip portion of the third extending portion 135 protrudes from the sealing resin 7 to one side in the y-direction.
  • the third lead 13 has a third main surface 131 and a third mounting surface 132 .
  • the third main surface 131 is a surface facing one side in the z direction.
  • the third mounting surface 132 is a surface facing the other side in the z direction.
  • the third mounting surface 132 is a portion that is bonded with a bonding material such as solder when the semiconductor device A10 is mounted on the substrate 9 .
  • the third lead 13 has a flat shape along the x-direction and the y-direction, but the specific shape of the third lead 13 is not limited at all. may
  • the fourth lead 14 has a rectangular shape when viewed in the z direction, for example.
  • the fourth lead 14 has a fourth major surface 141 and a fourth mounting surface 142 .
  • the fourth main surface 141 is a surface facing one side in the z direction.
  • the fourth mounting surface 142 is a surface facing the other side in the z direction.
  • the fourth mounting surface 142 is a portion that is bonded with a bonding material when the semiconductor device A10 is mounted on the substrate 9 .
  • the fourth lead 14 has a flat shape along the x-direction and the y-direction, but the specific shape of the fourth lead 14 is not limited at all. may
  • the first mounting surface 112, the second mounting surface 122, the third mounting surface 132, and the fourth mounting surface 142 all have a shape along the xy plane and are flush with each other.
  • the fact that the first mounting surface 112, the second mounting surface 122, the third mounting surface 132, and the fourth mounting surface 142 are flush is not limited to the case where the positions in the z-direction exactly match. This is a concept that includes deviations due to errors that are unavoidably included in processing.
  • the semiconductor element 2 is an element that exerts an electrical function of the semiconductor device A10 and has a switching function.
  • the type of the semiconductor element 2 is not particularly limited, and in this embodiment, the semiconductor element 2 is configured as a transistor (MOSFET). As shown in FIGS. 3 to 6, the semiconductor element 2 has an element body 20, a first electrode 21, a second electrode 22 and a third electrode .
  • the element body 20 has a rectangular shape when viewed in the z direction.
  • the element body 20 has an element main surface 201 and an element back surface 202 .
  • the element main surface 201 and the element back surface 202 face opposite sides in the z direction.
  • the element main surface 201 faces one side in the z direction.
  • the element back surface 202 faces the other side in the z direction.
  • a switching function unit 200 is built into the element body 20 .
  • the switching function part 200 is a part including a semiconductor structure for realizing the switching function of the semiconductor element 2 . That is, the switching function unit 200 is provided with a channel in which, for example, an np junction and a pn junction are combined by adjoining an n-type semiconductor and a p-type semiconductor.
  • the first electrode 21 and the second electrode 22 are arranged on the main surface 201 of the element.
  • the third electrode 23 is arranged on the element back surface 202 .
  • the constituent materials of the first electrode 21, the second electrode 22 and the third electrode 23 are not limited at all, and are, for example, copper (Cu), aluminum (Al), or alloys thereof.
  • the first electrode 21 is the source electrode
  • the second electrode 22 is the gate electrode
  • the third electrode 23 is the drain electrode.
  • the first electrode 21 covers most of the element principal surface 201 .
  • the second electrode 22 is arranged at one corner (lower right corner in FIG. 3) of the element main surface 201 .
  • the third electrode 23 covers the entire surface (or substantially the entire surface) of the element back surface 202 .
  • the first joint portion 61 joins the third electrode 23 of the semiconductor element 2 and the third main surface 131 of the third lead 13, as shown in FIGS. In the present embodiment, a portion of the third electrode 23 on one side in the y direction is joined to the third main surface 131 of the third lead 13 by the first joining portion 61 .
  • the first joint portion 61 is made of a conductive joint material such as solder, silver (Ag) paste, or silver (Ag) baking material.
  • the first joint portion 61 is preferably a good conductor, and more preferably has a high thermal conductivity.
  • the second joint portion 62 joins the third electrode 23 of the semiconductor element 2 and the fourth main surface 141 of the fourth lead 14, as shown in FIGS. In the present embodiment, a part of the third electrode 23 on the other side in the y direction is joined to the fourth main surface 141 of the fourth lead 14 by the second joining portion 62 .
  • the second joint portion 62 includes a material with high impedance compared to good conductors such as silver (Ag) and copper (Cu). Moreover, it is preferable that the second joint portion 62 includes a material having a higher thermal conductivity than the resin or the like that constitutes the sealing resin 7, for example. Such materials include, for example, insulating high thermal conductive paste containing silicone or grease.
  • high impedance in the present disclosure is a concept that includes substantially insulating properties.
  • Another example of the material of the second joint portion 62 is an insulating high heat conductive sheet containing silicone or the like.
  • the use of an insulating and highly thermally conductive sheet as the second joint 62 has the advantage that the thickness of the second joint 62 can be made more uniform.
  • Wire 65: 3 and 4 the plurality of wires 65 are connected to the first electrodes 21 of the semiconductor element 2 and the first main surfaces 111 of the first leads 11 to connect the first electrodes 21 and the first leads 11 to each other. 11 are electrically connected.
  • a specific configuration of the wire 65 is not limited at all, and it is, for example, a linear or belt-like conducting member containing gold (Au), aluminum (Al), copper (Cu), or the like. In the illustrated example, a strip-shaped wire 65 made of aluminum (Al) is used.
  • Wire 66 The wire 66 is connected to the second electrode 22 of the semiconductor element 2 and the second main surface 121 of the second lead 12, as shown in FIGS. is conducting.
  • a specific configuration of the wire 66 is not limited at all, and it is, for example, a linear or belt-like conducting member containing gold (Au), aluminum (Al), copper (Cu), or the like.
  • a linear wire 65 made of gold (Au) is used.
  • the encapsulating resin 7 includes parts of the first leads 11, the second leads 12, the third leads 13, and the fourth leads 14, the semiconductor element 2, the first joints 61, the second joints 62, and the plurality of wires. 65 and wires 66 are covered. Sealing resin 7 is made of, for example, black epoxy resin.
  • the sealing resin 7 has a sealing resin main surface 71, a sealing resin back surface 72, and sealing resin side surfaces 73, 74, 75, and 76.
  • the sealing resin main surface 71 and the sealing resin back surface 72 face opposite sides in the z direction.
  • the sealing resin main surface 71 faces one side in the z direction.
  • the sealing resin back surface 72 faces the other side in the z direction.
  • the encapsulating resin side surface 73 is connected to the encapsulating resin main surface 71 and the encapsulating resin back surface 72 and faces one side in the x direction.
  • the encapsulating resin side surface 74 is connected to the encapsulating resin main surface 71 and the encapsulating resin back surface 72 and faces the other side in the x direction.
  • the encapsulating resin side surface 75 is connected to the encapsulating resin main surface 71 and the encapsulating resin back surface 72 and faces one side in the y direction.
  • the encapsulating resin side surface 76 is connected to the encapsulating resin main surface 71 and the encapsulating resin back surface 72 and faces the other side in the y direction.
  • a plurality of third extensions 135 protrude to one side in the y direction from the sealing resin side surface 75 .
  • a plurality of first extensions 115 and second extensions 125 protrude to the other side in the y direction from the sealing resin side surface 76 .
  • the first mounting surface 112 , the second mounting surface 122 , the third mounting surface 132 and the fourth mounting surface 142 are exposed from the sealing resin back surface 72 .
  • the sealing resin back surface 72 and the first mounting surface 112, the second mounting surface 122, the third mounting surface 132, and the fourth mounting surface 142 are flush with each other.
  • the third electrode 23 is connected to the third mounting surface 132 (the third lead 13) via the first joint portion 61, and the second joint It is connected to the fourth mounting surface 142 (the fourth lead 14) via the portion 62.
  • FIG. A path from the switching function unit 200 to the fourth mounting surface 142 (fourth lead 14) includes the third electrode 23 and the second junction 62, and the impedance of this path is assumed to be impedance Z1.
  • the path from the switching function unit 200 to the third mounting surface 132 (third lead 13) includes the third electrode 23 and the first joint 61, and the impedance of this path is assumed to be impedance Z2.
  • the impedance Z1 is greater than the impedance Z2 due to the configuration of the second joint portion 62 described above.
  • the first joint 61 contains a good conductor
  • the second joint 62 contains the thermally conductive paste for successful insulation. to big.
  • FIG. 9 shows a state in which the semiconductor device A10 is mounted on the substrate 9 in the semiconductor device mounting structure B10.
  • the substrate 9 has an insulating portion 91 and a wiring portion 92 .
  • Insulating portion 91 is made of an insulating material such as epoxy resin or ceramics.
  • the wiring portion 92 is made of a conductor such as copper (Cu) or nickel (Ni) formed on the surface of or inside the insulating portion 91 .
  • the wiring portion 92 includes a first area 921 , a second area 922 , a third area 923 and a fourth area 924 . In this embodiment, the first area 921 , the second area 922 , the third area 923 and the fourth area 924 are arranged on one side of the insulating portion 91 .
  • the first region 921 is conductively joined to the first mounting surface 112 of the first lead 11 by soldering or the like.
  • the first region 921 is electrically connected to a terminal (not shown) through which a main current for switching the semiconductor element 2 is input/output.
  • the second mounting surface 122 of the second lead 12 is conductively joined to the second region 922 by soldering or the like.
  • the second region 922 is electrically connected to a terminal (not shown) to which a control signal for controlling the switching function of the semiconductor element 2 is input.
  • the third mounting surface 132 of the third lead 13 is conductively joined to the third region 923 by soldering or the like.
  • the third region 923 is electrically connected to another terminal (not shown) through which the main current for switching the semiconductor element 2 is input/output.
  • the fourth area 924 is conductively joined to the fourth mounting surface 142 of the fourth lead 14 by soldering or the like.
  • the fourth region 924 is electrically connected to a ground line (not shown).
  • the third electrode 23 arranged on the element back surface 202 of the element body 20 is joined to the third lead 13 and the fourth lead 14 .
  • heat generated in the semiconductor element 2 (element body 20) during operation of the semiconductor device A10 can be dissipated to the outside through the third lead 13 and the fourth lead .
  • impedance Z1 is greater than impedance Z2. Therefore, it is possible to prevent the current flowing through the third lead 13 from flowing from the fourth lead 14 to the outside.
  • electromagnetic noise can be suppressed from being emitted from the fourth region 924 or the like to which the fourth lead 14 is joined. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to promote heat dissipation and suppress noise.
  • the second joint portion 62 contains an insulating high thermal conductive paste, the second joint portion 62 has higher thermal conductivity than the sealing resin 7, for example. Therefore, heat dissipation from the semiconductor element 2 (element body 20) to the fourth lead 14 can be promoted.
  • each part in each modified example and each embodiment can be appropriately combined with each other within a range that does not cause technical contradiction.
  • the second joint portion 62 containing the insulating high thermal conductive paste has high insulating properties. Therefore, the impedance Z1 can be significantly higher than the impedance Z2. Therefore, it is preferable to promote heat dissipation and suppress noise.
  • the fourth lead 14 is conductively joined to the fourth region 924 .
  • the fourth region 924 is grounded to a ground line (not shown). Thereby, the fourth lead 14 can be electrically stabilized.
  • the size of the fourth lead 14 is larger than the first lead 11 and the second lead 12. This is advantageous for promoting heat dissipation.
  • First modification: 10 and 11 show a first modification of the semiconductor device A10.
  • the semiconductor device A11 of this modified example differs from the example described above in the configuration of the second joint portion 62 .
  • the second joint 62 of this example includes an insulating layer 621 , a metal layer 622 and a metal layer 623 .
  • the insulating layer 621 is a plate-shaped member made of ceramic such as alumina (Al 2 O 3 ), aluminum nitride (AlN), silicon nitride (SiN), or the like.
  • the metal layer 622 is formed on one side (the side facing one side in the z direction) of the insulating layer 621 and contains copper (Cu), for example.
  • the metal layer 623 is formed on one side (the side facing the other side in the z direction) of the insulating layer 621 and contains copper (Cu), for example.
  • Such insulating layer 621, metal layer 622 and metal layer 623 constitute, for example, a DBC (Direct Bonded Copper) substrate.
  • the second joint portion 62 of this example further includes a conductive joint material 624 and a conductive joint material 625 .
  • the conductive bonding material 624 bonds the third electrode 23 of the semiconductor element 2 and the metal layer 622 .
  • a conductive bonding material 625 bonds the fourth main surface 141 of the fourth lead 14 and the metal layer 623 .
  • Conductive bonding material 624 and conductive bonding material 625 are, for example, solder, silver (Ag) paste, silver (Ag) sintered material, or the like.
  • the second joint portion 62 has the insulating layer 621 to join the third electrode 23 of the semiconductor element 2 and the fourth main surface 141 of the fourth lead 14 and insulate them.
  • This modification can also promote heat dissipation and suppress noise.
  • the specific configuration of the second joint portion 62 is not limited at all.
  • the second joint portion 62 using the DBC substrate has the advantage of being less susceptible to damage due to heat cycle loads.
  • FIG. 12 shows a second modification of the semiconductor device A10.
  • the semiconductor device A12 of this example includes conductive members 67 in place of the plurality of wires 65 of the above example.
  • the conductive member 67 is formed by cutting and bending a plate-shaped member made of metal such as copper (Cu).
  • the conductive member 67 has a bent shape, for example, when viewed along the x direction.
  • the conductive member 67 is electrically connected to the first electrode 21 of the semiconductor element 2 and the first main surface 111 of the first lead 11 .
  • This modification can also promote heat dissipation and suppress noise.
  • the specific configuration for electrically connecting the first electrode 21 and the first lead 11 is not limited at all.
  • Second embodiment 13 and 14 show a semiconductor device according to a second embodiment of the present disclosure.
  • the semiconductor device A20 of this embodiment differs from the above-described embodiments in the configuration of the semiconductor element 2 and the bonding form between the semiconductor element 2 and the fourth lead 14 .
  • the semiconductor element 2 of this modified example has an element insulating layer 209 and a fourth electrode 24 .
  • the element insulating layer 209 is provided on part of the element back surface 202 of the element body 20 .
  • the element insulating layer 209 is arranged at a position avoiding the third electrode 23 when viewed in the z direction, and is positioned on the other side of the third electrode 23 in the y direction in the illustrated example.
  • a fourth electrode 24 is formed on the element insulating layer 209 . That is, the element insulating layer 209 is interposed between the element body 20 and the fourth electrode 24 .
  • Device insulating layer 209 includes an insulating material such as silicon dioxide (SiO 2 ) or silicon nitride (SiN). Due to the presence of the element insulating layer 209, the fourth electrode 24 is insulated from the switching function section 200 (element body 20). Also, the fourth electrode 24 is insulated from the first electrode 21 , the second electrode 22 and the third electrode 23 .
  • the fourth electrode 24 is joined to the fourth main surface 141 of the fourth lead 14 by the third joint portion 63 .
  • Solder, silver (Ag) paste, silver (Ag) firing material, or the like, for example, is selected as the material of the third joint portion 63 .
  • the path from the switching function part 200 to the fourth mounting surface 142 (fourth lead 14) includes an element insulating layer 209.
  • the impedance Z1 is larger than the impedance Z2.
  • the impedance Z1 is large enough to be recognized as infinite (insulating) compared to the impedance Z2.
  • the device insulating layer 209 exhibits good insulating properties even if it is very thin. Therefore, it is possible to conduct heat more efficiently from the element main body 20 to the fourth lead 14, which is preferable for promoting heat dissipation. Moreover, it is advantageous for increasing the impedance Z1.
  • FIG. 15 shows a semiconductor device according to a third embodiment of the present disclosure.
  • the semiconductor device A30 of this embodiment differs from the above-described embodiments in the configuration of the semiconductor element 2, and other configurations are similar to, for example, the semiconductor device A20.
  • the semiconductor element 2 of this embodiment has an insulating element portion 28 .
  • the insulating element section 28 functions to insulate the fourth electrode 24 and the switching function section 200 .
  • the isolation element portion 28 includes diodes 281 and 282 .
  • Diodes 281 and 282 are connected in series and have polarities opposite to each other. For this reason. Diodes 281 and 282 perform an isolation function to prevent conduction.
  • the specific configuration of the insulating element portion 28 is not limited at all, and is built into a part of the element main body 20, for example.
  • a semiconductor device mounting structure B40 of this embodiment includes a semiconductor device A40 and a substrate 9 .
  • the semiconductor device A40 has the first lead 11, the second lead 12 and the third lead 13, and does not have the fourth lead 14 described above.
  • the semiconductor element 2 has an element body 20 (including a switching function section 200), a first electrode 21, a second electrode 22 and a third electrode 23, and has the element insulating layer 209 and the insulating element section 28 described above. not.
  • the third electrode 23 is electrically connected in its entirety to the third main surface 131 of the third lead 13 by the first joint portion 61 .
  • the wiring portion 92 of the substrate 9 of this embodiment includes a first area 921, a second area 922, a third area 923, a fourth area 924, a fifth area 925 and a sixth area. 926 , a first terminal 931 , a second terminal 932 , a third terminal 933 and a ground terminal 934 .
  • the first mounting surface 112 of the first lead 11 is joined to the first region 921 via a conductive joint 81 such as solder.
  • the second mounting surface 122 of the second lead 12 is joined to the second region 922 via a conductive joint 82 such as solder.
  • Part of the third mounting surface 132 of the third lead 13 is joined to the third region 923 via a conductive joint 83 such as solder.
  • Another part of the third mounting surface 132 of the third lead 13 is joined to the fourth region 924 via a conductive joint 84 such as solder.
  • the first area 921, the second area 922, the third area 923, and the fourth area 924 are arranged as shown in FIG. 16, and are similar to the configuration described with reference to FIG.
  • the fifth region 925 is made of, for example, a metal layer built into the insulating portion 91 .
  • the fifth region 925 is electrically connected to the ground terminal 934 .
  • the ground terminal 934 is a terminal grounded by being connected to a ground line (not shown) outside the substrate 9 .
  • the sixth region 926 is electrically interposed between the fourth region 924 and the fifth region 925.
  • the specific configuration of the sixth region 926 is not limited at all, and in this example, it is configured by a via that connects the fourth region 924 and the fifth region 925 in the z direction.
  • the constituent material of sixth region 926 includes a material having higher impedance than, for example, copper (Cu), nickel (Ni), or the like constituting other portions of wiring portion 92 .
  • Examples of the material of the sixth region 926 include a high heat conductive resin containing polycarbonate, polyethylene terephthalate, polyamide, etc., which fills the through holes provided in the insulating portion 91 .
  • a through-hole conductive portion including a conductive portion such as a metal and a high heat conductive sheet interposed between the through-hole conductive portion and the fourth region 924 or the fifth region 925 may be combined. good.
  • the first region 921 is electrically connected to the first terminal 931.
  • the first terminal 931 is a terminal to which a main current for switching the semiconductor element 2 is input/output.
  • the second region 922 is electrically connected to the second terminal 932 .
  • the second terminal 932 is a terminal to which a control signal for controlling the switching function of the semiconductor element 2 is input.
  • the third region 923 is electrically connected to the third terminal 933 .
  • the third terminal 933 is another terminal to which the main current for switching the semiconductor element 2 is input/output.
  • the specific configurations of the first terminal 931, the second terminal 932, the third terminal 933 and the ground terminal 934 are not limited at all.
  • the first terminal 931, the second terminal 932, the third terminal 933, and the ground terminal 934 may be connectors to which connectors or the like outside the substrate 9 are connected, or mounting terminal portions.
  • the first terminal 931, the second terminal 932, the third terminal 933, and the ground terminal 934 may be part of the wiring section 92 on which other electronic components are mounted (conductively joined).
  • the impedance Z3 of the path from the third lead 13 to the fifth area 925 via the fourth area 924 and the sixth area 926 is the impedance Z4 of the path from the third lead 13 to the third terminal 933 via the third area 923. bigger than This is because the sixth region 926 contains the high impedance material described above.
  • Fifth embodiment 19 to 22 show a semiconductor device A50 and a semiconductor device mounting structure B50 according to the fifth embodiment of the present disclosure.
  • the semiconductor device A50 of this embodiment includes a fifth lead 15, and other configurations are similar to those of the semiconductor device A10, for example.
  • the fifth lead 15 is made of the same material as the first lead 11, second lead 12, third lead 13 and fourth lead 14.
  • the fifth lead 15 has a main portion 154 and two extension portions 155 .
  • the main portion 154 is located on one side of the semiconductor element 2 in the z direction.
  • the main portion 154 overlaps the entire semiconductor element 2 when viewed in the z direction.
  • the main portion 154 is rectangular.
  • a sealing resin 7 is interposed between the main portion 154 and the semiconductor element 2 and the wires 65 and 66 .
  • a surface facing one side in the z direction of the main portion 154 is the fifth main surface 151 .
  • the two extending portions 155 extend from the main portion 154 to both sides in the x direction.
  • the extending portion 155 has a first portion 1551 , a second portion 1552 and a third portion 1553 .
  • the first portion 1551 is a straight portion extending from the main portion 154 in the x direction.
  • the second part 1552 is located outside the first part 1551 in the x direction and on the other side in the z direction.
  • the second portion 1552 has a fifth mounting surface 152 .
  • the fifth mounting surface 152 is flush with the first mounting surface 112 , the second mounting surface 122 , the third mounting surface 132 and the fourth mounting surface 142 .
  • the third portion 1553 connects the first portion 1551 and the second portion 1552 and has a shape along the z direction, for example.
  • the wiring portion 92 of the substrate 9 of this embodiment has two seventh regions 927. As shown in FIG. The two seventh regions 927 are arranged separately on both sides of the fourth region 924 in the x direction.
  • the seventh region 927 is electrically connected to, for example, a ground line (not shown).
  • the fifth mounting surfaces 152 of the two extensions 155 of the fifth lead 15 are individually conductively joined to the two seventh regions 927 via conductive joints 87 such as solder.
  • the fifth lead 15 can shield electromagnetic noise emitted from the semiconductor element 2 to one side in the z direction. Thereby, noise can be suppressed more. By grounding the fifth lead 15 through the seventh region 927, noise can be shielded more efficiently.
  • Sixth embodiment 23 to 25 show a semiconductor device and a mounting structure of the semiconductor device according to the sixth embodiment of the present disclosure.
  • substrate 9 is added and shown for convenience of an understanding.
  • the semiconductor device A60 of this embodiment includes the fifth lead 15 described above. Other configurations are similar to those of the semiconductor device A40 described above. That is, the semiconductor device A60 does not employ a configuration that intentionally forms a path with high impedance.
  • the substrate 9 of this embodiment has the same configuration as the substrate 9 of the mounting structure B50 of the semiconductor device described above. That is, the fifth lead 15 of the semiconductor device A60 is grounded to a ground line (not shown) through the seventh region 927 of the substrate 9.
  • FIG. 1 A ground line (not shown) through the seventh region 927 of the substrate 9.
  • the semiconductor device and the mounting structure of the semiconductor device according to the present disclosure are not limited to the above-described embodiments.
  • the specific configuration of each part of the semiconductor device and the mounting structure of the semiconductor device according to the present disclosure can be changed in various ways.
  • the present disclosure includes embodiments set forth in the following appendices.
  • Appendix 1 It has a first electrode and a second electrode located on one side in the thickness direction, and a third electrode located on the other side in the thickness direction, and the first electrode is controlled by the state of voltage application to the second electrode.
  • Appendix 2 a first joint that joins the third electrode and the third lead; a second joint that joins the third electrode and the fourth lead, The semiconductor device according to appendix 1, wherein the impedance of the second junction is higher than the impedance of the first junction.
  • Appendix 3 The semiconductor device according to appendix 2, wherein the first junction includes metal.
  • Appendix 4. 3.
  • Appendix 5. 3. The semiconductor device according to appendix 3, wherein the second joint includes ceramics. Appendix 6.
  • the semiconductor element includes: an element body in which the first electrode and the second electrode are arranged on one side in the thickness direction and the third electrode is arranged on the other side in the thickness direction; a fourth electrode arranged on the other side in the thickness direction; the fourth electrode and the fourth lead are joined together,
  • the semiconductor device according to appendix 1 wherein impedance of a path from the switching function unit to the fourth electrode is higher than impedance from the switching function unit to the third electrode.
  • Appendix 7. 7.
  • the third lead has a third mounting surface facing the other side in the thickness direction and exposed from the sealing resin;
  • the first lead has a first mounting surface facing the other side in the thickness direction and exposed from the sealing resin;
  • the second lead has a second mounting surface facing the other side in the thickness direction and exposed from the sealing resin;
  • the fourth lead has a fourth mounting surface facing the other side in the thickness direction and exposed from the sealing resin;
  • a semiconductor element having a first electrode, a second electrode, and a third electrode, wherein an energization state of the first electrode and the second electrode is controlled by a voltage application state to the second electrode; a first lead electrically connected to the first electrode; a second lead electrically connected to the second electrode; a third lead electrically connected to the third electrode; a semiconductor device comprising: a sealing resin covering at least the semiconductor element; a substrate on which the semiconductor device is mounted; The substrate includes an insulating portion and a wiring portion, The wiring portion includes a first region conductively joined to the first lead, a second region conductively joined to the second lead, a third region conductively joined to the third lead, and adjacent to the third region.
  • a fourth region connected to and conductively joined to the third lead, a ground-connected fifth region, a sixth region electrically interposed between the fourth region and the fifth region, and the third region including a main current terminal conducting to The impedance of the path from the third lead to the fifth area via the fourth area and the sixth area is higher than the impedance of the path from the third lead to the main current terminal.
  • the fourth region and the fifth region are arranged apart in the thickness direction of the substrate, 18.
  • A10, A11, A12, A20 Semiconductor devices A30, A40, A50, A60: Semiconductor devices B10, B40, B50: Mounting structures Z1, Z2, Z3, Z4: Impedance 2: Semiconductor element 7: Sealing resin 9: Substrate 11: first lead 12: second lead 13: third lead 14: fourth lead 15: fifth lead 20: element body 21: first electrode 22: second electrode 23: third electrode 24: fourth electrode : insulating element portion 61: first joint portion 62: second joint portion 63: third joint portion 65, 66: wire 67: conduction member 71: sealing resin main surface 72: sealing resin rear surface 73, 74, 75, 76: sealing resin side surfaces 81, 82, 83, 84, 87: conductive joint portion 91: insulating portion 92: wiring portion 111: first main surface 112: first mounting surface 114: first bonding portion 115: first first Extension 121: Second main surface 122: Second mounting surface 124: Second bonding

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Abstract

半導体装置は、第1電極、第2電極および第3電極を有し、前記第2電極への電圧印加状態によって前記第1電極および前記第3電極の通電状態が制御される半導体素子を備える。さらに前記半導体装置は、前記第1電極に導通する第1リードと、前記第2電極に導通する第2リードと、前記第3電極に導通する第3リードと、第4リードと、少なくとも前記半導体素子を覆う封止樹脂とを備える。前記第3リードは、前記封止樹脂から厚さ方向の他方側に露出している。前記第4リードは、前記半導体素子に接合され、且つ前記封止樹脂から前記厚さ方向の他方側に露出している。前記半導体素子はスイッチング機能部を有している。前記スイッチング機能部から前記第4リードに至る経路のインピーダンスは、前記スイッチング機能部から前記第3リードに至る経路のインピーダンスよりも大きい。

Description

半導体装置および半導体装置の実装構造体
 本開示は、半導体装置および半導体装置の実装構造体に関する。
 従来、スイッチング機能を果たす半導体素子を備える半導体装置が種々の電気回路において使用されている。特許文献1には、従来の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、半導体素子、複数のリード、および封止樹脂を備える。1つのリードの主面には、半導体素子のドレイン電極が導通接合されている。当該リードの裏面は、封止樹脂から露出している。当該裏面は、はんだによって回路配線に接合される。
特開2020-038914号公報
 半導体素子のスイッチング動作に伴って、ノイズが生じる場合がある。このノイズは、リードから回路配線へと伝搬し、広い領域に放出されるおそれがある。また、半導体素子は、動作時に発熱する。このため、半導体素子から適宜放熱することが求められる。
 本開示は、従来よりも改良が施された半導体装置(延いては半導体装置の実装構造)を提供することを一の課題とする。特に本開示は、上記した事情に鑑み、放熱促進とノイズ抑制とを図ることが可能な半導体装置を提供すること、およびそのような半導体装置の実装構造体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、厚さ方向の一方側に位置する第1電極および第2電極と、前記厚さ方向の他方側に位置する第3電極と、を有し、前記第2電極への電圧印加状態によって前記第1電極および前記第3電極の通電状態が制御される半導体素子を備える。さらに前記半導体装置は、前記第1電極に導通する第1リードと、前記第2電極に導通する第2リードと、前記第3電極に導通する第3リードと、第4リードと、前記半導体素子と、少なくとも前記半導体素子を覆う封止樹脂と、を備える。前記第3リードは、前記封止樹脂から前記厚さ方向の他方側に露出している。前記第4リードは、前記半導体素子に接合され、且つ前記封止樹脂から前記厚さ方向の他方側に露出している。前記半導体素子はスイッチング機能部を有している。前記スイッチング機能部から前記第4リードに至る経路のインピーダンスは、前記スイッチング機能部から前記第3リードに至る経路のインピーダンスよりも大きい、
 本開示の第2の側面によって提供される半導体装置の実装構造体は、半導体装置と、前記半導体装置が実装された基板と、を備える。前記半導体装置は、第1電極、第2電極および第3電極を有し、前記第2電極への電圧印加状態によって前記第1電極および前記第2電極の通電状態が制御される半導体素子と、前記第1電極に導通する第1リードと、前記第2電極に導通する第2リードと、前記第3電極に導通する第3リードと、少なくとも前記半導体素子を覆う封止樹脂と、を備える。前記基板は、絶縁部と配線部とを含み、前記配線部は、前記第1リードに導通接合された第1領域、前記第2リードに導通接合された第2領域、前記第3リードに導通接合された第3領域、前記第3領域と隣り合い且つ前記第3リードに導通接合された第4領域、グランド接続された第5領域、前記第4領域と前記第5領域との間に電気的に介在する第6領域、および前記第3領域に導通する主電流端子を含む。前記第3リードから前記第4領域および前記第6領域を介して前記第5領域に至る経路のインピーダンスは、前記第3リードから前記主電流端子に至る経路のインピーダンスよりも大きい。
 上記構成によれば、放熱促進とノイズ抑制とを図ることが可能な半導体装置(延いては半導体装置の実装構造体)を提供できる。
 本開示のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
図1は、本開示の第1実施形態に係る半導体装置を示す平面図である。 図2は、本開示の第1実施形態に係る半導体装置を示す底面図である。 図3は、本開示の第1実施形態に係る半導体装置を示す要部平面図である。 図4は、図3のIV-IV線に沿う断面図である。 図5は、図3のV-V線に沿う断面図である。 図6は、図3のVI-VI線に沿う断面図である。 図7は、図3のVII-VII線に沿う断面図である。 図8は、本開示の第1実施形態に係る半導体装置を示す回路部である。 図9は、本開示の第1実施形態に係る半導体装置の実装構造体を示す要部平面図である。 図10は、本開示の第1実施形態に係る半導体装置の第1変形例を示す断面図である。 図11は、本開示の第1実施形態に係る半導体装置の第1変形例を示す要部拡大断面平面図である。 図12は、本開示の第1実施形態に係る半導体装置の第2変形例を示す要部平面図である。 図13は、本開示の第2実施形態に係る半導体装置を示す断面図である。 図14は、本開示の第2実施形態に係る半導体装置を示す回路部である。 図15は、本開示の第3実施形態に係る半導体装置を示す回路部である。 図16は、本開示の第4実施形態に係る半導体装置の実装構造体を示す要部平面図である。 図17は、図16のXVII-XVII線に沿う断面図である。 図18は、本開示の第4実施形態に係る半導体装置の実装構造体を示す回路部である。 図19は、本開示の第5実施形態に係る半導体装置を示す平面図である。 図20は、本開示の第5実施形態に係る半導体装置の実装構造体を示す要部平面図である。 図21は、図19のXXI-XXI線に沿う断面図である。 図22は、図19のXXII-XXII線に沿う断面図である。 図23は、本開示の第6実施形態に係る半導体装置を示す平面図である。 図24は、図23のXXIV-XXIV線に沿う断面図である。 図25は、図23のXXV-XXV線に沿う断面図である。
 以下、本開示の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。
 本開示における「第1」、「第2」、「第3」等の用語は、単に識別のために用いたものであり、それらの対象物に順列を付することを意図していない。
 本開示において、「ある物Aがある物Bに形成されている」および「ある物Aがある物B上に形成されている」とは、特段の断りのない限り、「ある物Aがある物Bに直接形成されていること」、および、「ある物Aとある物Bとの間に他の物を介在させつつ、ある物Aがある物Bに形成されていること」を含む。同様に、「ある物Aがある物Bに配置されている」および「ある物Aがある物B上に配置されている」とは、特段の断りのない限り、「ある物Aがある物Bに直接配置されていること」、および、「ある物Aとある物Bとの間に他の物を介在させつつ、ある物Aがある物Bに配置されていること」を含む。同様に、「ある物Aがある物B上に位置している」とは、特段の断りのない限り、「ある物Aがある物Bに接して、ある物Aがある物B上に位置していること」、および、「ある物Aとある物Bとの間に他の物が介在しつつ、ある物Aがある物B上に位置していること」を含む。また、「ある物Aがある物Bにある方向に見て重なる」とは、特段の断りのない限り、「ある物Aがある物Bのすべてに重なること」、および、「ある物Aがある物Bの一部に重なること」を含む。また、本開示において「ある面Aが方向B(の一方側または他方側)を向く」とは、面Aの方向Bに対する角度が90°である場合に限定されず、面Aが方向Bに対して傾いている場合を含む。
 第1実施形態:
 図1~図8は、本開示の第1実施形態に係る半導体装置を示している。本実施形態の半導体装置A10は、第1リード11、第2リード12、第3リード13、第4リード14、半導体素子2、第1接合部61、第2接合部62、複数のワイヤ65、ワイヤ66および封止樹脂7を備えている。図9は、本開示の第1実施形態に係る半導体装置の実装構造体を示している。本実施形態の半導体装置の実装構造体B10は、半導体装置A10および基板9を備えている。
 図1は、半導体装置A10を示す平面図である。図2は、半導体装置A10を示す底面図である。図3は、半導体装置A10を示す要部平面図である。図4は、図3のIV-IV線に沿う断面図である。図5は、図3のV-V線に沿う断面図である。図6は、図3のVI-VI線に沿う断面図である。図7は、図3のVII-VII線に沿う断面図である。図8は、半導体装置A10を示す回路部である。図9は、半導体装置の実装構造体B10を示す要部平面図である。これらの図において、z方向は、「厚さ方向」の一例であり、y方向は、「第1方向」の一例である。
 図1および図2に示すように、半導体装置A10は、z方向に見て矩形状(あるいは略矩形状)である。半導体装置A10の大きさは特に限定されず、本実施形態においては、たとえばx方向の寸法が2.6mm~3.6mm、y方向の寸法が2.6mm~3.6mm、z方向の寸法が0.5mm~1.5mmである。
 第1リード11、第2リード12、第3リード13、第4リード14:
 第1リード11、第2リード12、第3リード13および第4リード14、は、たとえば、金属板に打ち抜き加工や折り曲げ加工等を施すことにより形成されている。第1リード11、第2リード12、第3リード13および第4リード14の構成材料は、たとえば銅(Cu)およびニッケル(Ni)のいずれか、またはこれらの合金などからなる。また、第1リード11、第2リード12、第3リード13および第4リード14は、はんだの濡れ性向上またはワイヤボンディングの接合強度向上等を目的として、適所にめっき層が設けられていてもよい。第1リード11、第2リード12、第3リード13および第4リード14の厚さは、たとえば0.1mm~0.3mmである。
 第1リード11、第2リード12、第3リード13および第4リード14の配置は何ら限定されず、本実施形態においては、図3に示すように、第3リード13は、第1リード11および第2リード12に対して、y方向に離間して配置されている。第4リード14は、y方向において第1リード11および第2リード12と第3リード13との間に位置している。第1リード11および第2リード12は、x方向に並べられている。第1リード11、第2リード12、第3リード13および第4リード14は、z方向に見て、互いに離間して配置されている。z方向視におけるサイズは、第3リード13および第4リード14の方が、第1リード11および第2リード12よりも大きい。また、z方向視におけるサイズは、第2リード12が最小である。
 図3および図4に示すように、第1リード11は、第1ボンディング部114および複数(本実施形態では3つ)の第1延出部115を有する。第1ボンディング部114は、複数の第1延出部115に対して、z方向の一方側(図4における図中上側)に位置している。また、第1ボンディング部114は、複数の第1延出部115に対してy方向の内方に位置している。複数の第1延出部115は、第1ボンディング部114からy方向の他方側に延出している。z方向視において、第1延出部115の先端部分は、封止樹脂7からy方向の他方側に突出している。また、第1リード11は、第1主面111および第1実装面112を有する。第1主面111は、z方向の一方側を向く面である。第1実装面112は、z方向の他方側を向く面である。第1実装面112は、半導体装置A10を基板9に実装する際に、はんだなどの接合材によって接合される部位である。図示された例においては、第1リード11は、x方向およびy方向に沿った平坦な形状であるが、第1リード11の具体的形状は何ら限定されず、たとえば屈曲部分を有する形状であってもよい。
 図3および図5に示すように、第2リード12は、第2ボンディング部124および第2延出部を有する。第2ボンディング部124は、第2延出部125に対して、z方向の一方側(図5における図中上側)に位置している。また、第2ボンディング部124は、第2延出部125に対してy方向の内方に位置している。第2延出部125は、第2ボンディング部124からy方向の他方側に延出している。z方向視において、第2延出部125の先端部分は、封止樹脂7からy方向の他方側に突出している。また、第2リード12は、第2主面121および第2実装面122を有する。第2主面121は、z方向の一方側を向く面である。第2実装面122は、z方向の他方側を向く面である。第2実装面122は、半導体装置A10を基板9に実装する際に、はんだなどの接合材によって接合される部位である。図示された例においては、第2リード12は、x方向およびy方向に沿った平坦な形状であるが、第2リード12の具体的形状は何ら限定されず、たとえば屈曲部分を有する形状であってもよい。
 図3~図6に示すように、第3リード13は、第3ボンディング部134および複数(本実施形態では4つ)の第3延出部135を有する。第3ボンディング部134は、たとえばz方向に見て矩形状である。複数の第3延出部135は、第3ボンディング部134からy方向の一方側に延出している。z方向視において、第3延出部135の先端部分は、封止樹脂7からy方向の一方側に突出している。また、第3リード13は、第3主面131および第3実装面132を有する。第3主面131は、z方向の一方側を向く面である。第3実装面132は、z方向の他方側を向く面である。第3実装面132は、半導体装置A10を基板9に実装する際に、はんだなどの接合材によって接合される部位である。図示された例においては、第3リード13は、x方向およびy方向に沿った平坦な形状であるが、第3リード13の具体的形状は何ら限定されず、たとえば屈曲部分を有する形状であってもよい。
 図3~図5および図7に示すように、第4リード14は、たとえばz方向に見て矩形状である。第4リード14は、第4主面141および第4実装面142を有する。第4主面141は、z方向の一方側を向く面である。第4実装面142は、z方向の他方側を向く面である。第4実装面142は、半導体装置A10を基板9に実装する際に、接合材によって接合される部位である。図示された例においては、第4リード14は、x方向およびy方向に沿った平坦な形状であるが、第4リード14の具体的形状は何ら限定されず、たとえば屈曲部分を有する形状であってもよい。
 本実施形態においては、第1実装面112、第2実装面122、第3実装面132および第4実装面142は、いずれもがxy平面に沿った形状であり、互いに面一である。ただし、第1実装面112、第2実装面122、第3実装面132および第4実装面142が面一であるとは、z方向における位置が厳密に一致する場合に限定されず、たとえば金属加工に不可避的に含まれる誤差等によるずれを含む概念である。
 半導体素子2:
 半導体素子2は、半導体装置A10の電気的機能を発揮する要素でありスイッチング機能を有する。半導体素子2の種類は特に限定されず、本実施形態においては、半導体素子2は、トランジスタ(MOSFET)として構成されている。図3~図6に示すように、半導体素子2は、素子本体20、第1電極21、第2電極22および第3電極23を有する。
 素子本体20は、z方向に見て矩形状である。素子本体20は、素子主面201および素子裏面202を有する。素子主面201および素子裏面202は、z方向において互いに反対側を向く。素子主面201は、z方向の一方側を向く。素子裏面202は、z方向の他方側を向く。
 素子本体20には、スイッチング機能部200が作り込まれている。スイッチング機能部200は、半導体素子2が果たすスイッチング機能を実現するための半導体構造を含む部位である。すなわち、スイッチング機能部200は、n型半導体およびp型半導体が隣り合うことにより、たとえばnp接合およびpn接合が組み合わされたチャネルが設けられている。
 第1電極21および第2電極22は、素子主面201上に配置されている。第3電極23は、素子裏面202上に配置されている。第1電極21、第2電極22および第3電極23の構成材料は何ら限定されず、たとえば銅(Cu)およびアルミニウム(Al)のいずれか、またはこれらの合金などからなる。本実施形態においては、第1電極21は、ソース電極であり、第2電極22は、ゲート電極であり、第3電極23は、ドレイン電極である。
 本実施形態において、第1電極21は、素子主面201の大半を覆っている。第2電極22は、素子主面201の1つの隅部(図3において図中右下の隅部)に配置されている。第3電極23は、素子裏面202の全面(あるいは略全面)を覆っている。
 第1接合部61:
 第1接合部61は、図3~図6に示すように、半導体素子2の第3電極23と第3リード13の第3主面131とを接合している。本実施形態においては、第3電極23のy方向の一方側の一部が、第1接合部61によって第3リード13の第3主面131に接合されている。第1接合部61は、導電性を有する接合材であり、たとえばはんだ、銀(Ag)ペースト、あるいは銀(Ag)焼成材等が選択される。第1接合部61としては、良導電体であることが好ましく、高熱伝導率を有することがさらに好ましい。
 第2接合部62:
 第2接合部62は、図3~図5および図7に示すように、半導体素子2の第3電極23と第4リード14の第4主面141とを接合している。本実施形態においては、第3電極23のy方向の他方側の一部が、第2接合部62によって第4リード14の第4主面141に接合されている。第2接合部62は、銀(Ag)や銅(Cu)等の良導電体と比べて、インピーダンスが高い材質を含む。また、第2接合部62は、たとえば封止樹脂7を構成する樹脂等よりも熱伝導率が高い材質を含むことが好ましい。このような材質として、たとえば、シリコーンまたはグリス等を含む絶縁性高熱伝導ペーストが挙げられる。すなわち、本開示におけるインピーダンスが高いとは、実質的に絶縁性であることを含む概念である。また、第2接合部62の材質の他の例としては、たとえばシリコーン等を含む絶縁性高熱伝導シートが挙げられる。第2接合部62として絶縁性高熱伝導シートを用いた場合、第2接合部62の厚さをより均一化できるという利点がある。
 ワイヤ65:
 複数のワイヤ65は、図3および図4に示すように、半導体素子2の第1電極21と第1リード11の第1主面111とに接続されており、第1電極21と第1リード11とを導通させている。ワイヤ65の具体的構成は何ら限定されず、たとえば、金(Au)、アルミニウム(Al)、銅(Cu)等を含む線状または帯状の導通部材である。図示された例においては、アルミニウム(Al)からなる帯状のワイヤ65が用いられている。
 ワイヤ66:
 ワイヤ66は、図3および図5に示すように、半導体素子2の第2電極22と第2リード12の第2主面121とに接続されており、第2電極22と第2リード12とを導通させている。ワイヤ66の具体的構成は何ら限定されず、たとえば、金(Au)、アルミニウム(Al)、銅(Cu)等を含む線状または帯状の導通部材である。図示された例においては、金(Au)からなる線状のワイヤ65が用いられている。
 封止樹脂7:
 封止樹脂7は、第1リード11、第2リード12、第3リード13および第4リード14の一部ずつと、半導体素子2、第1接合部61、第2接合部62、複数のワイヤ65およびワイヤ66とを覆っている。封止樹脂7は、たとえば黒色のエポキシ樹脂からなる。
 図1~図7に示すように、封止樹脂7は、封止樹脂主面71、封止樹脂裏面72および封止樹脂側面73,74,75,76を有する。封止樹脂主面71と封止樹脂裏面72とは、z方向において反対側を向いている。封止樹脂主面71は、z方向の一方側を向く。封止樹脂裏面72は、z方向の他方側を向く。封止樹脂側面73は、封止樹脂主面71および封止樹脂裏面72に繋がっており、x方向の一方側を向く。封止樹脂側面74は、封止樹脂主面71および封止樹脂裏面72に繋がっており、x方向の他方側を向く。封止樹脂側面75は、封止樹脂主面71および封止樹脂裏面72に繋がっており、y方向の一方側を向く。封止樹脂側面76は、封止樹脂主面71および封止樹脂裏面72に繋がっており、y方向の他方側を向く。
 封止樹脂側面75からは、複数の第3延出部135がy方向の一方側に突出している。封止樹脂側面76からは、複数の第1延出部115および第2延出部125がy方向の他方側に突出している。封止樹脂裏面72からは、第1実装面112、第2実装面122、第3実装面132および第4実装面142が露出している。本実施形態においては、封止樹脂裏面72と、第1実装面112、第2実装面122、第3実装面132および第4実装面142とは、互いに面一である。
 図8に示された半導体装置A10の回路図において、第3電極23は、第1接合部61を介して第3実装面132(第3リード13)に接続されており、また、第2接合部62を介して第4実装面142(第4リード14)に接続されている。スイッチング機能部200から第4実装面142(第4リード14)に至る経路には、第3電極23および第2接合部62が含まれ、この経路のインピーダンスをインピーダンスZ1とする。一方、スイッチング機能部200から第3実装面132(第3リード13)に至る経路には、第3電極23および第1接合部61が含まれ、この経路のインピーダンスをインピーダンスZ2とする。第2接合部62が上述した構成であることにより、インピーダンスZ1は、インピーダンスZ2よりも大きい。特に、第1接合部61が良導電体を含むことに対し、第2接合部62が絶縁成功熱伝導ペーストを含むため、インピーダンスZ1は、インピーダンスZ2に比べて無限大(絶縁)と認識できる程度に大きい。
 図9は、半導体装置の実装構造体B10において、基板9に半導体装置A10が実装された状態を示している。基板9は、絶縁部91と配線部92とを有する。絶縁部91は、たとえばエポキシ樹脂、セラミックス等の絶縁性材料からなる。配線部92は、絶縁部91の表面または内部に形成された銅(Cu)、ニッケル(Ni)等の導電体からなる。配線部92は、第1領域921、第2領域922、第3領域923および第4領域924を含む。本実施形態においては、第1領域921、第2領域922、第3領域923および第4領域924は、絶縁部91の片面上に配置されている。
 第1領域921は、はんだ等によって第1リード11の第1実装面112が導通接合される。第1領域921は、半導体素子2がスイッチングする主電流が入出力される端子(図示略)に導通している。第2領域922は、はんだ等によって第2リード12の第2実装面122が導通接合される。第2領域922は、半導体素子2のスイッチング機能を制御する制御信号が入力される端子(図示略)に導通している。第3領域923は、はんだ等によって第3リード13の第3実装面132が導通接合される。第3領域923は、半導体素子2がスイッチングする主電流が入出力される別の端子(図示略)に導通している。第4領域924は、はんだ等によって第4リード14の第4実装面142が導通接合される。第4領域924は、グランドライン(図示略)に導通している。
 次に、半導体装置A10および半導体装置の実装構造体B10の作用について説明する。
 図5に示すように、素子本体20の素子裏面202に配置された第3電極23が、第3リード13および第4リード14に接合されている。これにより、半導体装置A10の動作時に半導体素子2(素子本体20)に生じた熱を、第3リード13および第4リード14から外部へと放熱することができる。一方、図8に示すように、インピーダンスZ1は、インピーダンスZ2よりも大きい。このため、第3リード13を流れる電流が第4リード14から外部へと流れることを阻止することが可能である。これにより、第4リード14が接合される第4領域924等から電磁ノイズが放出されることを抑制することができる。したがって、本実施形態によれば、放熱促進とノイズ抑制とを図ることができる。
 第2接合部62が絶縁性高熱伝導ペーストを含む場合、第2接合部62は、たとえば封止樹脂7よりも熱伝導率が高い。このため、半導体素子2(素子本体20)から第4リード14への放熱を促すことが可能である。
 図10~図25は、本開示の他の実施形態を示している。なお、これらの図において、上記実施形態と同一または類似の要素には、上記実施形態と同一の符号を付している。また、各変形例および各実施形態における各部の構成は、技術的な矛盾を生じない範囲において相互に適宜組み合わせ可能である。絶縁性高熱伝導ペーストを含む第2接合部62は、高い絶縁性を有する。このため、インピーダンスZ1をインピーダンスZ2と比べて顕著に高いものとすることが可能である。したがって、放熱促進とノイズ抑制とを図るのに好ましい。
 半導体装置の実装構造体B10においては、第4リード14は、第4領域924に導通接合される。第4領域924は、グランドライン(図示略)に接地されている。これにより、第4リード14を電気的により安定させることができる。
 第4リード14の大きさは、第1リード11および第2リード12よりも大きい。これは、放熱の促進に有利である。
 第1実施形態 第1変形例:
 図10および図11は、半導体装置A10の第1変形例を示している。本変形例の半導体装置A11は、第2接合部62の構成が上述した例と異なっている。
 本例の第2接合部62は、絶縁層621、金属層622および金属層623を含む。絶縁層621は、アルミナ(Al23)、窒化アルミ(AlN)、窒化ケイ素(SiN)等のセラミックスからなる板状の部材である。金属層622は、絶縁層621の片面(z方向の一方側を向く面)に形成されており、たとえば銅(Cu)を含む。金属層623は、絶縁層621の片面(z方向の他方側を向く面)に形成されており、たとえば銅(Cu)を含む。このような絶縁層621、金属層622および金属層623は、たとえばDBC(Direct Bonded Copper)基板を構成する。
 本例の第2接合部62は、さらに導電性接合材624および導電性接合材625を含む。導電性接合材624は、半導体素子2の第3電極23と金属層622とを接合している。導電性接合材625は、第4リード14の第4主面141と金属層623とを接合している。導電性接合材624および導電性接合材625は、たとえばはんだ、銀(Ag)ペースト、銀(Ag)焼結材等である。第2接合部62は、絶縁層621を有することにより、半導体素子2の第3電極23と第4リード14の第4主面141とを接合しつつ、これらを絶縁している。
 本変形例によっても、放熱促進とノイズ抑制とを図ることができる。また、本変形例から理解されるように、第2接合部62の具体的な構成は何ら限定されない。DBC基板を用いた第2接合部62は、熱サイクルによる負荷に対して損傷しにくいという利点がある。
 第1実施形態 第2変形例:
 図12は、半導体装置A10の第2変形例を示している。本例の半導体装置A12は、上述の例の複数のワイヤ65に変えて導通部材67を備える。
 導通部材67は、たとえば銅(Cu)等の金属からなる板状部材に切断加工および折り曲げ加工を施すことによって形成されている。導通部材67は、たとえばx方向に沿ってみて屈曲形状である。導通部材67は、半導体素子2の第1電極21と第1リード11の第1主面111とに導通接合されている。これらの導通接合には、たとえばはんだ、銀(Ag)ペースト、銀(Ag)焼結材等が用いられる。
 本変形例によっても、放熱促進とノイズ抑制とを図ることができる。また、本変形例から理解されるように、第1電極21と第1リード11とを導通させる具体的な構成は、何ら限定されない。
 第2実施形態:
 図13および図14は、本開示の第2実施形態に係る半導体装置を示している。本実施形態の半導体装置A20は、半導体素子2の構成および半導体素子2と第4リード14との接合形態が、上述した実施形態と異なっている。
 本変形例の半導体素子2は、素子絶縁層209および第4電極24を有する。素子絶縁層209は、素子本体20の素子裏面202の一部に設けられている。素子絶縁層209は、z方向に視て第3電極23を避けた位置に配置されており、図示された例においては、第3電極23に対してy方向の他方側に位置している。
 第4電極24は、素子絶縁層209上に形成されている。すなわち、素子絶縁層209は、素子本体20と第4電極24との間に介在している。素子絶縁層209は、たとえば二酸化ケイ素(SiO2)、窒化ケイ素(SiN)等の絶縁材料を含む。素子絶縁層209の存在により、第4電極24は、スイッチング機能部200(素子本体20)と絶縁されている。また、第4電極24は、第1電極21、第2電極22および第3電極23と絶縁されている。
 第4電極24は、第3接合部63によって第4リード14の第4主面141に接合されている。第3接合部63の材料としては、たとえばはんだ、銀(Ag)ペースト、あるいは銀(Ag)焼成材等が選択される。
 図14に示すように、スイッチング機能部200から第4実装面142(第4リード14)に至る経路には、素子絶縁層209が含まれる。これにより、インピーダンスZ1は、インピーダンスZ2よりも大きい。特に、第1接合部61が良導電体を含むことに対し、素子絶縁層209が絶縁材料を含むため、インピーダンスZ1は、インピーダンスZ2に比べて無限大(絶縁)と認識できる程度に大きい。
 本実施形態によっても、放熱促進とノイズ抑制とを図ることができる。また、素子絶縁層209は、非常に薄い構成であっても、良好な絶縁性を示す。このため、素子本体20から第4リード14へとより効率よく熱を伝えることが可能であり、放熱促進に好ましい。また、インピーダンスZ1を高めるのに有利である。
 第3実施形態:
 図15は、本開示の第3実施形態に係る半導体装置を示している。本実施形態の半導体装置A30は、半導体素子2の構成が上述した実施形態と異なっており、他の構成は、たとえば半導体装置A20と類似している。
 本実施形態の半導体素子2は、絶縁素子部28を有する。絶縁素子部28は、第4電極24とスイッチング機能部200とを絶縁する機能を果たす。図示された例においては、絶縁素子部28は、ダイオード281,282を含む。ダイオード281,282は、直列に接続されており、互いに逆極性である。このため。ダイオード281,282は、導通を阻止する絶縁機能を果たす。絶縁素子部28の具体的構成は何ら限定されず、たとえば素子本体20の一部に作り込まれる。
 本実施形態によっても、放熱促進とノイズ抑制とを図ることができる。また、上述の素子絶縁層209やDBC基板等の構成を備える必要がないため、放熱促進をさらに高めることができる。
 第4実施形態:
 図16~図18は、本開示の第4実施形態に係る半導体装置の実装構造体を示している。本実施形態の半導体装置の実装構造体B40は、半導体装置A40および基板9を備える。
 図17に示すように、半導体装置A40は、第1リード11、第2リード12、第3リード13を備え、上述の第4リード14を備えていない。半導体素子2は、素子本体20(スイッチング機能部200を含む)、第1電極21、第2電極22および第3電極23を有しており、上述の素子絶縁層209や絶縁素子部28を有していない。第3電極23は、その全体が第1接合部61によって第3リード13の第3主面131に導通接合されている。
 図16~図18に示すように、本実施形態の基板9の配線部92は、第1領域921、第2領域922、第3領域923、第4領域924、第5領域925および第6領域926と、第1端子931、第2端子932、第3端子933およびグランド端子934と、を有する。第1領域921には、はんだ等の導電性接合部81を介して第1リード11の第1実装面112が接合されている。第2領域922には、はんだ等の導電性接合部82を介して第2リード12の第2実装面122が接合されている。第3領域923には、はんだ等の導電性接合部83を介して第3リード13の第3実装面132の一部が接合されている。第4領域924には、はんだ等の導電性接合部84を介して、第3リード13の第3実装面132の他の一部が接合されている。
 第1領域921、第2領域922、第3領域923および第4領域924は、図16に示す配置とされており、図9を参照して説明した構成と類似している。第5領域925は、たとえば、絶縁部91に作り込まれた金属層からなる。第5領域925は、グランド端子934と導通している。グランド端子934は、基板9の外部のグランドライン(図示略)に接続されることにより接地される端子である。
 第6領域926は、第4領域924と第5領域925との間に電気的に介在している。第6領域926の具体的な構成は何ら限定されず、本例では、第4領域924と第5領域925とをz方向に繋ぐビアによって構成されている。第6領域926の構成材料は、たとえば配線部92の他の部位を構成する銅(Cu)、ニッケル(Ni)等と比べてインピーダンスが高い材質を含む。このような第6領域926の材質としては、たとえば絶縁部91に設けられた貫通孔に充填されたポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド等を含む高熱伝導樹脂が挙げられる。あるいは、金属等の導電部分を含むスルーホール導電部と、当該スルーホール導電部と第4領域924または第5領域925との間に介在する高熱伝導シートとが、組み合わされた構成であってもよい。
 第1領域921は、第1端子931に導通している。第1端子931は、半導体素子2がスイッチングする主電流が入出力される端子である。第2領域922は、第2端子932に導通している。第2端子932は、半導体素子2のスイッチング機能を制御する制御信号が入力される端子である。第3領域923は、第3端子933に導通している。第3端子933は、半導体素子2がスイッチングする主電流が入出力される別の端子である。
 第1端子931、第2端子932、第3端子933およびグランド端子934の具体的な構成は何ら限定されない。第1端子931、第2端子932、第3端子933およびグランド端子934は、基板9外のコネクタ等が接続されるコネクタや、実装端子部であってもよい。あるいは、第1端子931、第2端子932、第3端子933およびグランド端子934は、他の電子部品が実装(導通接合)される配線部92の一部であってもよい。
 第3リード13から第4領域924および第6領域926を介して第5領域925に至る経路のインピーダンスZ3は、第3リード13から第3領域923を経て第3端子933に至る経路のインピーダンスZ4よりも大きい。これは、第6領域926が、上述のインピーダンスが高い材質を含むことによる。
 本実施形態によっても、放熱促進とノイズ抑制とを図ることができる。また、本実施形態によれば、半導体装置A40のような一般的な構成の半導体装置を採用することが可能である。
 第5実施形態:
 図19~図22は、本開示の第5実施形態に係る半導体装置A50および半導体装置の実装構造体B50を示す。本実施形態の半導体装置A50は、第5リード15を備え、その他の構成は、たとえば半導体装置A10と類似している。
 第5リード15は、第1リード11、第2リード12、第3リード13および第4リード14と同様の材質からなる。第5リード15は、主部154および2つの延出部155を有する。
 主部154は、半導体素子2に対してz方向の一方側に位置する。主部154は、z方向に視て半導体素子2の全てと重なる。図示された例においては、主部154は、矩形状である。主部154と半導体素子2、ワイヤ65およびワイヤ66との間には、封止樹脂7が介在している。主部154のz方向の一方側を向く面は、第5主面151である。
 2つの延出部155は、主部154からx方向の両側に延出している。延出部155は、第1部1551、第2部1552および第3部1553を有する。第1部1551は、主部154からx方向に延出する直状の部位である。第2部1552は、第1部1551に対してx方向の外方に位置し、且つz方向の他方側に位置する。第2部1552は、第5実装面152を有する。第5実装面152は、第1実装面112、第2実装面122、第3実装面132および第4実装面142と互いに面一である。第3部1553は、第1部1551と第2部1552とを繋いでおり、たとえばz方向に沿った形状である。
 図20に示すように、本実施形態の基板9の配線部92は、2つの第7領域927を有する。2つの第7領域927は、第4領域924のx方向の両側に離隔して配置されている。第7領域927は、たとえばグランドライン(図示略)に導通している。第5リード15の2つの延出部155の第5実装面152は、はんだ等の導電性接合部87を介して2つの第7領域927に個別に導通接合されている。
 本実施形態によっても、放熱促進とノイズ抑制とを図ることができる。また、本実施形態においては、半導体素子2からz方向の一方側に放出される電磁波ノイズを、第5リード15によって遮蔽することができる。これにより、ノイズをより抑制することができる。第5リード15が第7領域927を介して接地されていることにより、より効率よくノイズを遮蔽することができる。
 第6実施形態:
 図23~図25は、本開示の第6実施形態に係る半導体装置および半導体装置の実装構造体を示している。なお、図25においては、理解の便宜上、基板9を加えて示している。
 本実施形態の半導体装置A60は、上述の第5リード15を備えている。その他の構成は、上述の半導体装置A40の構成と類似している。すなわち、半導体装置A60においては、インピーダンスが高くなる経路を意図的に形成する構成は採用されていない。
 本実施形態の基板9は、上述の半導体装置の実装構造体B50の基板9と同様の構成である。すなわち、半導体装置A60の第5リード15は、基板9の第7領域927を介してグランドライン(図示略)に接地されている。
 本実施形態によれば、半導体素子2からz方向の一方側に放出される電位ノイズを抑制することができる。
 本開示に係る半導体装置および半導体装置の実装構造体は、上述した実施形態に限定されるものではない。本開示に係る半導体装置および半導体装置の実装構造体の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。本開示は、以下の付記に記載された実施形態を含む。
 付記1.
 厚さ方向の一方側に位置する第1電極および第2電極と、前記厚さ方向の他方側に位置する第3電極と、を有し、前記第2電極への電圧印加状態によって前記第1電極および前記第3電極の通電状態が制御される半導体素子と、
 前記第1電極に導通する第1リードと、
 前記第2電極に導通する第2リードと、
 前記第3電極に導通する第3リードと、
 第4リードと、
 少なくとも前記半導体素子を覆う封止樹脂と、を備え、
 前記第3リードは、前記封止樹脂から前記厚さ方向の他方側に露出しており、
 前記第4リードは、前記半導体素子に接合され、且つ前記封止樹脂から前記厚さ方向の他方側に露出しており、
 前記半導体素子はスイッチング機能部を有しており、前記スイッチング機能部から前記第4リードに至る経路のインピーダンスは、前記スイッチング機能部から前記第3リードに至る経路のインピーダンスよりも大きい、半導体装置。
 付記2.
 前記第3電極と前記第3リードとを接合する第1接合部と、
 前記第3電極と前記第4リードとを接合する第2接合部と、をさらに備え、
 前記第2接合部のインピーダンスは、前記第1接合部のインピーダンスよりも大きい、付記1に記載の半導体装置。
 付記3.
 前記第1接合部は、金属を含む、付記2に記載の半導体装置。
 付記4.
 前記第2接合部は、樹脂を含む、付記3に記載の半導体装置。
 付記5.
 前記第2接合部は、セラミックスを含む、付記3に記載の半導体装置。
 付記6.
 前記半導体素子は、前記厚さ方向の一方側に前記第1電極および前記第2電極が配置され且つ前記厚さ方向の他方側に前記第3電極が配置された素子本体と、前記素子本体の前記厚さ方向の他方側に配置された第4電極と、を有し、
 前記第4電極と前記第4リードとが接合されており、
 前記スイッチング機能部から前記第4電極に至る経路のインピーダンスは、前記スイッチング機能部から前記第3電極に至るインピーダンスよりも大きい、付記1に記載の半導体装置。
 付記7.
 前記半導体素子は、前記素子本体と前記第4電極との間に介在する絶縁層を有する、付記6に記載の半導体装置。
 付記8.
 前記半導体素子の前記素子本体は、前記第3電極と前記第4電極との間に電気的に介在し直列に接続された2つの逆極性のダイオードを有する、付記6に記載の半導体装置。
 付記9.
 前記第3リードは、前記厚さ方向の他方側を向き且つ前記封止樹脂から露出する第3実装面を有し、
 前記第1リードは、前記厚さ方向の他方側を向き且つ前記封止樹脂から露出する第1実装面を有し、
 前記第2リードは、前記厚さ方向の他方側を向き且つ前記封止樹脂から露出する第2実装面を有し、
 前記第4リードは、前記厚さ方向の他方側を向き且つ前記封止樹脂から露出する第4実装面を有し、
 前記第3実装面、前記第1実装面、前記第2実装面および前記第4実装面は、互いに面一である、付記1ないし8のいずれかに記載の半導体装置。
 付記10.
 前記第3実装面および前記第4実装面のそれぞれの面積は、前記第1実装面および前記第2実装面のいずれの面積よりも大きい、付記9に記載の半導体装置。
 付記11.
 前記第3実装面および前記第4実装面は、前記厚さ方向に直交する第1方向において、前記第1実装面および前記第2実装面に対して一方側に位置する、付記10に記載の半導体装置。
 付記12.
 前記第4実装面は、前記第1方向において前記第1実装面および前記第2実装面と前記第3実装面との間に位置する、付記11に記載の半導体装置。
 付記13.
 前記半導体素子に対して前記厚さ方向の一方側に位置する主部を有する第5リードをさらに備える、付記1ないし12のいずれかに記載の半導体装置。
 付記14.
 前記主部は、前記厚さ方向に視て前記半導体素子のすべてと重なる、付記13に記載の半導体装置。
 付記15.
 前記第5リードは、前記厚さ方向と交差する方向に延びる延出部を有し、
 前記延出部は、前記延出部は、前記厚さ方向の他方側を向く第5実装面を有する、付記14に記載の半導体装置。
 付記16.
 前記第5リードは、前記封止樹脂から前記厚さ方向の一方側に露出する、付記13ないし15のいずれかに記載の半導体装置。
 付記17.
 第1電極、第2電極および第3電極を有し、前記第2電極への電圧印加状態によって前記第1電極および前記第2電極の通電状態が制御される半導体素子と、
 前記第1電極に導通する第1リードと、
 前記第2電極に導通する第2リードと、
 前記第3電極に導通する第3リードと、
 少なくとも前記半導体素子を覆う封止樹脂と、を備える、半導体装置と、
 前記半導体装置が実装された基板と、を備え、
 前記基板は、絶縁部と配線部とを含み、
 前記配線部は、前記第1リードに導通接合された第1領域、前記第2リードに導通接合された第2領域、前記第3リードに導通接合された第3領域、前記第3領域と隣り合い且つ前記第3リードに導通接合された第4領域、グランド接続された第5領域、前記第4領域と前記第5領域との間に電気的に介在する第6領域、および前記第3領域に導通する主電流端子を含み、
 前記第3リードから前記第4領域および前記第6領域を介して前記第5領域に至る経路のインピーダンスは、前記第3リードから前記主電流端子に至る経路のインピーダンスよりも大きい、半導体装置の実装構造体。
 付記18.
 前記第4領域と前記第5領域とは、前記基板の厚さ方向に離れて配置されており、
 前記第6領域は、前記第4領域と前記第5領域とを前記厚さ方向において繋ぐ複数のビアを含む、付記17に記載の半導体装置の実装構造体。
A10,A11,A12,A20:半導体装置
A30,A40,A50,A60:半導体装置
B10,B40,B50:実装構造体
Z1,Z2,Z3,Z4:インピーダンス
2:半導体素子   7:封止樹脂
9:基板   11:第1リード
12:第2リード   13:第3リード
14:第4リード   15:第5リード
20:素子本体   21:第1電極
22:第2電極   23:第3電極
24:第4電極   28:絶縁素子部
61:第1接合部   62:第2接合部
63:第3接合部   65,66:ワイヤ
67:導通部材   71:封止樹脂主面
72:封止樹脂裏面   73,74,75,76:封止樹脂側面
81,82,83,84,87:導電性接合部   91:絶縁部
92:配線部   111:第1主面
112:第1実装面   114:第1ボンディング部
115:第1延出部   121:第2主面
122:第2実装面   124:第2ボンディング部
125:第2延出部   131:第3主面
132:第3実装面   134:第3ボンディング部
135:第3延出部   141:第4主面
142:第4実装面   151:第5主面
152:第5実装面   154:主部
155:延出部   200:スイッチング機能部
201:素子主面   202:素子裏面
209:素子絶縁層   281,282:ダイオード
621:絶縁層   622,623:金属層
624,625:導電性接合材   921:第1領域
922:第2領域   923:第3領域
924:第4領域   925:第5領域
926:第6領域   927:第7領域
931:第1端子   932:第2端子
933:第3端子   934:グランド端子
1551:第1部   1552:第2部   1553:第3部

Claims (18)

  1.  厚さ方向の一方側に位置する第1電極および第2電極と、前記厚さ方向の他方側に位置する第3電極と、を有し、前記第2電極への電圧印加状態によって前記第1電極および前記第3電極の通電状態が制御される半導体素子と、
     前記第1電極に導通する第1リードと、
     前記第2電極に導通する第2リードと、
     前記第3電極に導通する第3リードと、
     第4リードと、
     少なくとも前記半導体素子を覆う封止樹脂と、を備え、
     前記第3リードは、前記封止樹脂から前記厚さ方向の他方側に露出しており、
     前記第4リードは、前記半導体素子に接合され、且つ前記封止樹脂から前記厚さ方向の他方側に露出しており、
     前記半導体素子はスイッチング機能部を有しており、前記スイッチング機能部から前記第4リードに至る経路のインピーダンスは、前記スイッチング機能部から前記第3リードに至る経路のインピーダンスよりも大きい、半導体装置。
  2.  前記第3電極と前記第3リードとを接合する第1接合部と、
     前記第3電極と前記第4リードとを接合する第2接合部と、をさらに備え、
     前記第2接合部のインピーダンスは、前記第1接合部のインピーダンスよりも大きい、請求項1に記載の半導体装置。
  3.  前記第1接合部は、金属を含む、請求項2に記載の半導体装置。
  4.  前記第2接合部は、樹脂を含む、請求項3に記載の半導体装置。
  5.  前記第2接合部は、セラミックスを含む、請求項3に記載の半導体装置。
  6.  前記半導体素子は、前記厚さ方向の一方側に前記第1電極および前記第2電極が配置され且つ前記厚さ方向の他方側に前記第3電極が配置された素子本体と、前記素子本体の前記厚さ方向の他方側に配置された第4電極と、を有し、
     前記第4電極と前記第4リードとが接合されており、
     前記スイッチング機能部から前記第4電極に至る経路のインピーダンスは、前記スイッチング機能部から前記第3電極に至るインピーダンスよりも大きい、請求項1に記載の半導体装置。
  7.  前記半導体素子は、前記素子本体と前記第4電極との間に介在する絶縁層を有する、請求項6に記載の半導体装置。
  8.  前記半導体素子の前記素子本体は、前記第3電極と前記第4電極との間に電気的に介在し直列に接続された2つの逆極性のダイオードを有する、請求項6に記載の半導体装置。
  9.  前記第3リードは、前記厚さ方向の他方側を向き且つ前記封止樹脂から露出する第3実装面を有し、
     前記第1リードは、前記厚さ方向の他方側を向き且つ前記封止樹脂から露出する第1実装面を有し、
     前記第2リードは、前記厚さ方向の他方側を向き且つ前記封止樹脂から露出する第2実装面を有し、
     前記第4リードは、前記厚さ方向の他方側を向き且つ前記封止樹脂から露出する第4実装面を有し、
     前記第3実装面、前記第1実装面、前記第2実装面および前記第4実装面は、互いに面一である、請求項1ないし8のいずれかに記載の半導体装置。
  10.  前記第3実装面および前記第4実装面のそれぞれの面積は、前記第1実装面および前記第2実装面のいずれの面積よりも大きい、請求項9に記載の半導体装置。
  11.  前記第3実装面および前記第4実装面は、前記厚さ方向に直交する第1方向において、前記第1実装面および前記第2実装面に対して一方側に位置する、請求項10に記載の半導体装置。
  12.  前記第4実装面は、前記第1方向において前記第1実装面および前記第2実装面と前記第3実装面との間に位置する、請求項11に記載の半導体装置。
  13.  前記半導体素子に対して前記厚さ方向の一方側に位置する主部を有する第5リードをさらに備える、請求項1ないし12のいずれかに記載の半導体装置。
  14.  前記主部は、前記厚さ方向に視て前記半導体素子のすべてと重なる、請求項13に記載の半導体装置。
  15.  前記第5リードは、前記厚さ方向と交差する方向に延びる延出部を有し、
     前記延出部は、前記延出部は、前記厚さ方向の他方側を向く第5実装面を有する、請求項14に記載の半導体装置。
  16.  前記第5リードは、前記封止樹脂から前記厚さ方向の一方側に露出する、請求項13ないし15のいずれかに記載の半導体装置。
  17.  第1電極、第2電極および第3電極を有し、前記第2電極への電圧印加状態によって前記第1電極および前記第2電極の通電状態が制御される半導体素子と、
     前記第1電極に導通する第1リードと、
     前記第2電極に導通する第2リードと、
     前記第3電極に導通する第3リードと、
     少なくとも前記半導体素子を覆う封止樹脂と、を備える、半導体装置と、
     前記半導体装置が実装された基板と、を備え、
     前記基板は、絶縁部と配線部とを含み、
     前記配線部は、前記第1リードに導通接合された第1領域、前記第2リードに導通接合された第2領域、前記第3リードに導通接合された第3領域、前記第3領域と隣り合い且つ前記第3リードに導通接合された第4領域、グランド接続された第5領域、前記第4領域と前記第5領域との間に電気的に介在する第6領域、および前記第3領域に導通する主電流端子を含み、
     前記第3リードから前記第4領域および前記第6領域を介して前記第5領域に至る経路のインピーダンスは、前記第3リードから前記主電流端子に至る経路のインピーダンスよりも大きい、半導体装置の実装構造体。
  18.  前記第4領域と前記第5領域とは、前記基板の厚さ方向に離れて配置されており、
     前記第6領域は、前記第4領域と前記第5領域とを前記厚さ方向において繋ぐ複数のビアを含む、請求項17に記載の半導体装置の実装構造体。
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