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WO2024024372A1 - 半導体装置、電力変換ユニットおよび半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置、電力変換ユニットおよび半導体装置の製造方法 Download PDF

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Publication number
WO2024024372A1
WO2024024372A1 PCT/JP2023/023825 JP2023023825W WO2024024372A1 WO 2024024372 A1 WO2024024372 A1 WO 2024024372A1 JP 2023023825 W JP2023023825 W JP 2023023825W WO 2024024372 A1 WO2024024372 A1 WO 2024024372A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
semiconductor device
base
tip
thickness direction
heat dissipation
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/023825
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
和則 富士
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.)
Filing date
Publication date
Application filed by ローム株式会社 filed Critical ローム株式会社
Publication of WO2024024372A1 publication Critical patent/WO2024024372A1/ja

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/16—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/36—Selection of materials, or shaping, to facilitate cooling or heating, e.g. heatsinks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of semiconductor or other solid state devices
    • H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of semiconductor or other solid state devices all the devices being of a type provided for in a single subclass of subclasses H10B, H10F, H10H, H10K or H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/04—Assemblies consisting of a plurality of semiconductor or other solid state devices all the devices being of a type provided for in a single subclass of subclasses H10B, H10F, H10H, H10K or H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
    • H01L25/07—Assemblies consisting of a plurality of semiconductor or other solid state devices all the devices being of a type provided for in a single subclass of subclasses H10B, H10F, H10H, H10K or H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group subclass H10D
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of semiconductor or other solid state devices
    • H01L25/18—Assemblies consisting of a plurality of semiconductor or other solid state devices the devices being of the types provided for in two or more different main groups of the same subclass of H10B, H10D, H10F, H10H, H10K or H10N
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating

Definitions

  • the present disclosure relates to a semiconductor device, a power conversion unit, and a method for manufacturing a semiconductor device.
  • Patent Document 1 discloses a conventional semiconductor device (power module).
  • the semiconductor device described in Patent Document 1 includes a semiconductor element and a support substrate (ceramic substrate).
  • the semiconductor element is, for example, an IGBT made of Si (silicon).
  • the support substrate supports the semiconductor element.
  • the support substrate includes an insulating base material and conductor layers laminated on both sides of the base material.
  • the base material is made of ceramic, for example.
  • Each conductor layer is made of, for example, Cu (copper), and a semiconductor element is bonded to one conductor layer.
  • the semiconductor element is covered with, for example, a sealing resin.
  • the semiconductor elements When the power module operates, the semiconductor elements generate heat. In order for the power module to operate properly, it is preferable to quickly radiate heat from the semiconductor element to the outside.
  • An object of the present disclosure is to provide a semiconductor device, a power conversion unit, and a method for manufacturing a semiconductor device that are improved over conventional devices.
  • one object of the present disclosure is to provide a semiconductor device, a power conversion unit, and a method for manufacturing a semiconductor device that can dissipate heat more quickly.
  • a semiconductor device provided by a first aspect of the present disclosure includes a semiconductor element, a support substrate that supports the semiconductor element, and a sealing resin that covers the semiconductor element and a portion of the support substrate.
  • the support substrate has a main surface facing the first side in the thickness direction, and a back surface facing the second side and exposed from the sealing resin.
  • the semiconductor element is mounted on the main surface and further includes a heat dissipation member disposed on the back surface.
  • the heat dissipation member includes a plurality of first convex elements each having a first base, a second base, a first raised part, a second raised part, and a first tip.
  • the first base and the second base are spaced apart from each other in a first direction perpendicular to the thickness direction, and are each joined to the back surface.
  • the first tip portion is located between the first base portion and the second base portion in the first direction, and is located closer to the second side than the first base portion and the second base portion in the thickness direction. do.
  • the first upright portion is connected to the first base and the first tip.
  • the second upright portion is connected to the second base and the first tip.
  • the plurality of first convex elements are arranged in a matrix along a plane that includes the first direction, the thickness direction, and a second direction orthogonal to the first direction.
  • a power conversion unit provided by a second aspect of the present disclosure includes the semiconductor device provided by the first aspect of the present disclosure, and a cooling device disposed on the second side in the thickness direction of the semiconductor device. and.
  • the cooling device includes a housing that houses the heat radiating member and allows a cooling medium to flow.
  • a method for manufacturing a semiconductor device provided by a third aspect of the present disclosure includes the steps of forming a heat radiating member using a metal plate material, and arranging the heat radiating member on the back surface of a support substrate. .
  • the step of forming the heat dissipation member includes forming a plurality of cutting lines along a first direction, which is a direction orthogonal to the thickness direction of the metal plate material, and cutting lines along the thickness direction and the direction perpendicular to the thickness direction of the metal plate material.
  • forming a plurality of first convex portions by deforming portions sandwiched between adjacent cutting lines in a second direction perpendicular to the first direction into a shape protruding in the thickness direction; include.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a semiconductor device according to a first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a partial perspective view showing the semiconductor device according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 3 is a partial perspective view showing the semiconductor device according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 4 is a plan view showing a semiconductor device according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 5 is a partial plan view showing the semiconductor device according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 6 is a partial side view showing the semiconductor device according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 7 is a partially enlarged plan view showing the semiconductor device according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 8 is a partial plan view showing the semiconductor device according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a semiconductor device according to a first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a partial perspective view showing the semiconductor device according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 9 is a partial plan view showing the semiconductor device according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 10 is a side view showing the semiconductor device according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 11 is a bottom view of the semiconductor device according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view taken along line XII-XII in FIG.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view taken along line XIII-XIII in FIG.
  • FIG. 14 is a partially enlarged cross-sectional view showing the semiconductor device according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 15 is a partially enlarged cross-sectional view showing the semiconductor device according to the first embodiment of the present disclosure.
  • 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.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view taken along line XVIII-XVIII in FIG.
  • FIG. 19 is a cross-sectional view taken along line XIX-XIX in FIG.
  • FIG. 20 is a sectional view taken along line XX-XX in FIG. 5.
  • FIG. 21 is a partial perspective view showing the heat dissipation member of the semiconductor device according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 22 is a partial plan view showing the heat dissipation member of the semiconductor device according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 23 is a partial cross-sectional view taken along line XXIII-XXIII in FIG. 22.
  • FIG. 24 is a partial cross-sectional view taken along line XXIV-XXIV in FIG. 22.
  • FIG. 25 is a partial cross-sectional view taken along line XXV-XXV in FIG. 22.
  • FIG. 26 is a partial cross-sectional view taken along line XXVI-XXVI in FIG. 22.
  • FIG. 27(a) is a partial front view of the heat dissipation member of the semiconductor device according to the first embodiment of the present disclosure
  • FIG. 27(b) is a partial sectional view of the metal plate material
  • FIG. FIG. 3 is a partial plan view of the plate material.
  • FIG. 28(a) is a partial perspective view of a heat dissipation member of a semiconductor device according to the first embodiment of the present disclosure
  • FIG. 28(b) to (d) are perspective views showing a bonding plane.
  • FIG. 29 is a cross-sectional view showing the power conversion unit according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 30 is a cross-sectional view showing the power conversion unit according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 31 is a partial perspective view showing a heat dissipation member of a semiconductor device according to a second embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 32 is a partial plan view showing a heat dissipation member of a semiconductor device according to a second embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 29 is a cross-sectional view showing the power conversion unit according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 30 is a cross-sectional view showing the power conversion unit according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 31 is a partial perspective
  • FIG. 33 is a partial cross-sectional view taken along line XXXIII-XXXIII in FIG. 32.
  • FIG. 34 is a partial cross-sectional view taken along line XXXIV-XXXIV in FIG. 32.
  • FIG. 35 is a partial cross-sectional view taken along the line XXXV-XXXV in FIG. 32.
  • FIG. 36 is a partial cross-sectional view taken along line XXXVI-XXXVI in FIG. 32.
  • FIG. 37 is a partial perspective view showing a heat dissipation member of a semiconductor device according to a third embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 38 is a partial plan view showing a heat dissipation member of a semiconductor device according to a third embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 39 is a partial cross-sectional view taken along the line XXXIX-XXXIX in FIG. 38.
  • FIG. 40 is a partial cross-sectional view taken along line XL-XL in FIG. 38.
  • FIG. 41 is a partial cross-sectional view taken along line XLI-XLI in FIG. 38.
  • FIG. 42 is a partial cross-sectional view taken along line XLII-XLII in FIG. 38.
  • FIG. 43 is a partial perspective view showing a heat dissipation member of a semiconductor device according to a third embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 44 is a partial plan view showing a heat dissipation member of a semiconductor device according to a third embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 45 is a partial cross-sectional view taken along the XLV-XLV line in FIG. 44.
  • FIG. 46 is a partial cross-sectional view taken along the XLVI-XLVI line in FIG. 44.
  • FIG. 47 is a partial cross-sectional view taken along the line XLVII-XLVII in FIG. 44.
  • FIG. 48 is a partial cross-sectional view taken along line XLVIII-XLVIII in FIG. 44.
  • a thing A is formed on a thing B and "a thing A is formed on a thing B” mean “a thing A is formed on a thing B” unless otherwise specified.
  • "something A is placed on something B” and “something A is placed on something B” mean "something A is placed on something B” unless otherwise specified.
  • a certain surface A faces (one side or the other side of) the direction B is not limited to the case where the angle of the surface A with respect to the direction B is 90 degrees; Including cases where it is tilted to the opposite direction.
  • First embodiment: 1 to 30 show a semiconductor device and a power conversion unit according to a first embodiment of the present disclosure.
  • the semiconductor device A1 of this embodiment includes a plurality of first semiconductor elements 10A, a plurality of second semiconductor elements 10B, a heat radiation member 2, a support substrate 3, a first terminal 41, a second terminal 42, a plurality of third terminals 43, It includes a fourth terminal 44, a plurality of control terminals 45, a control terminal support 48, a first conductive member 5, a second conductive member 6, and a sealing resin 8.
  • FIG. 1 and 2 are perspective views showing a semiconductor device A1.
  • FIG. 3 is a partial perspective view showing the semiconductor device A1.
  • FIG. 4 is a plan view showing the semiconductor device A1.
  • FIG. 5 is a partial plan view showing the semiconductor device A1.
  • FIG. 6 is a partial side view showing the semiconductor device A1.
  • FIG. 7 is a partially enlarged plan view showing the semiconductor device A1.
  • 8 and 9 are partial plan views showing the semiconductor device A1.
  • FIG. 10 is a side view showing the semiconductor device A1.
  • FIG. 11 is a bottom view showing the semiconductor device A1.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view taken along line XII-XII in FIG.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view taken along line XIII-XIII in FIG.
  • FIG. 14 and 15 are partially enlarged cross-sectional views showing the semiconductor device A1.
  • 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.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view taken along line XVIII-XVIII in FIG.
  • FIG. 19 is a sectional view taken along line XX-XX in FIG. 5.
  • FIG. 20 is a cross-sectional view taken along line XXI-XXI in FIG.
  • FIG. 21 is a partial perspective view showing the heat dissipation member 2 of the semiconductor device A1.
  • FIG. 22 is a partial plan view showing the heat dissipation member 2 of the semiconductor device A1.
  • FIG. 22 is a partial plan view showing the heat dissipation member 2 of the semiconductor device A1.
  • FIG. 23 is a partial cross-sectional view taken along line XXIII-XXIII in FIG. 22.
  • FIG. 24 is a partial cross-sectional view taken along line XXIV-XXIV in FIG. 22.
  • FIG. 25 is a partial cross-sectional view taken along line XXIV-XXIV in FIG. 22.
  • FIG. 26 is a partial cross-sectional view taken along line XXVI-XXVI in FIG. 22.
  • 27(a) is a partial front view of the heat dissipation member 2 of the semiconductor device A1
  • FIG. 27(b) is a partial sectional view of the metal plate material
  • FIG. 27(c) is a partial plan view of the metal plate material.
  • FIG. 28(a) is a partial perspective view of the heat dissipation member 2 of the semiconductor device A1
  • one side of the first direction x is called the x1 side of the first direction x
  • the other side of the first direction x is called the x2 side of the first direction x
  • one side in the second direction y is referred to as the y1 side in the second direction y
  • the other side in the second direction y is referred to as the y2 side in the second direction y
  • one side in the thickness direction z is referred to as the z1 side in the thickness direction z
  • the other side in the thickness direction z is referred to as the z2 side in the thickness direction z.
  • First semiconductor element 10A, second semiconductor element 10B Each of the plurality of first semiconductor elements 10A and the plurality of second semiconductor elements 10B is an electronic component that becomes the functional center of the semiconductor device A1.
  • the constituent material of each first semiconductor element 10A and each second semiconductor element 10B is, for example, a semiconductor material mainly composed of SiC (silicon carbide). This semiconductor material is not limited to SiC, and may be Si (silicon), GaN (gallium nitride), C (diamond), or the like.
  • Each of the first semiconductor elements 10A and each of the second semiconductor elements 10B is a power semiconductor chip having a switching function, such as a MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor).
  • MOSFET Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor
  • first semiconductor element 10A and the second semiconductor element 10B are MOSFETs, but the present invention is not limited to this, and other transistors such as IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors) can be used. There may be.
  • Each first semiconductor element 10A and each second semiconductor element 10B are the same element.
  • Each first semiconductor element 10A and each second semiconductor element 10B is, for example, an n-channel MOSFET, but may be a p-channel MOSFET.
  • the first semiconductor element 10A and the second semiconductor element 10B each have an element main surface 101 and an element back surface 102, as shown in FIGS. 14 and 15.
  • the element main surface 101 and the element back surface 102 are separated in the thickness direction z.
  • the element main surface 101 faces the z1 side in the thickness direction z
  • the element back surface 102 faces the z2 side in the thickness direction z.
  • the semiconductor device A1 includes four first semiconductor elements 10A and four second semiconductor elements 10B, but the number of first semiconductor elements 10A and the number of second semiconductor elements 10B are different from each other. It is not limited to the configuration and may be changed as appropriate depending on the performance required of the semiconductor device A1. In the examples of FIGS. 8 and 9, four first semiconductor elements 10A and four second semiconductor elements 10B are arranged. The number of the first semiconductor elements 10A and the second semiconductor elements 10B may be two or three, or five or more each. The number of first semiconductor elements 10A and the number of second semiconductor elements 10B may be equal or different. The number of first semiconductor elements 10A and second semiconductor elements 10B is determined by the current capacity handled by semiconductor device A1.
  • the semiconductor device A1 is configured, for example, as a half-bridge switching circuit.
  • the plurality of first semiconductor elements 10A constitute an upper arm circuit of the semiconductor device A1
  • the plurality of second semiconductor elements 10B constitute a lower arm circuit.
  • the plurality of first semiconductor elements 10A are connected in parallel with each other
  • the plurality of second semiconductor elements 10B are connected in parallel with each other.
  • Each first semiconductor element 10A and each second semiconductor element 10B are connected in series and constitute a bridge layer.
  • the plurality of first semiconductor elements 10A are each mounted on a first conductive portion 32A of the support substrate 3, which will be described later, as shown in FIGS. 8, 9, and 19.
  • the plurality of first semiconductor elements 10A are arranged, for example, in the second direction y and are spaced apart from each other.
  • Each first semiconductor element 10A is conductively bonded to the first conductive portion 32A via a first conductive bonding material 19A.
  • the element back surface 102 faces the first conductive part 32A.
  • the plurality of first semiconductor elements 10A may be mounted on a metal member different from a part of the DBC substrate or the like. In this case, the metal member corresponds to the first conductive part in the present disclosure. This metal member may be supported by, for example, the first conductive portion 32A.
  • the plurality of second semiconductor elements 10B are each mounted on a second conductive portion 32B of the support substrate 3, which will be described later, as shown in FIGS. 8, 9, and 18.
  • the plurality of second semiconductor elements 10B are arranged, for example, in the second direction y and spaced apart from each other.
  • Each second semiconductor element 10B is conductively bonded to the second conductive portion 32B via a second conductive bonding material 19B.
  • the element back surface 102 faces the second conductive part 32B.
  • the plurality of first semiconductor elements 10A and the plurality of second semiconductor elements 10B overlap, but they do not need to overlap.
  • the plurality of second semiconductor elements 10B may be mounted on a metal member different from a part of the DBC substrate or the like.
  • the metal member corresponds to the second conductive part in the present disclosure. This metal member may be supported, for example, by the second conductive portion 32B.
  • the plurality of first semiconductor elements 10A and the plurality of second semiconductor elements 10B each have a first main surface electrode 11, a second main surface electrode 12, a third main surface electrode 13, and a back electrode 15.
  • the configurations of the first main surface electrode 11, second main surface electrode 12, third main surface electrode 13, and back surface electrode 15 described below are common to each first semiconductor element 10A and each second semiconductor element 10B.
  • the first main surface electrode 11, the second main surface electrode 12, and the third main surface electrode 13 are provided on the element main surface 101.
  • the first main surface electrode 11, the second main surface electrode 12, and the third main surface electrode 13 are insulated by an insulating film (not shown).
  • the back electrode 15 is provided on the back surface 102 of the element.
  • the first principal surface electrode 11 is, for example, a gate electrode, and a drive signal (for example, gate voltage) for driving the first semiconductor element 10A (second semiconductor element 10B) is input.
  • the second main surface electrode 12 is, for example, a source electrode, through which a source current flows.
  • the second main surface electrode 12 of this embodiment has a gate finger 121.
  • the gate finger 121 is made of, for example, a linear insulator extending in the first direction x, and divides the second main surface electrode 12 into two in the second direction y.
  • the third main surface electrode 13 is, for example, a source sense electrode, through which a source current flows.
  • the back electrode 15 is, for example, a drain electrode, through which a drain current flows.
  • the back electrode 15 covers substantially the entire area of the back surface 102 of the element.
  • the back electrode 15 is made of, for example, Ag (silver) plating.
  • each first semiconductor element 10A (each second semiconductor element 10B) changes between a conductive state and a disconnected state according to this drive signal. The state changes. In a conductive state, a current flows from the back electrode 15 (drain electrode) to the second main surface electrode 12 (source electrode), and in a cutoff state, this current does not flow. That is, each first semiconductor element 10A (each second semiconductor element 10B) performs a switching operation.
  • the semiconductor device A1 receives input between one fourth terminal 44 and two first terminals 41 and second terminals 42 due to the switching functions of the plurality of first semiconductor elements 10A and the plurality of second semiconductor elements 10B. For example, the DC voltage is converted into an AC voltage, and the AC voltage is output from the third terminal 43.
  • the semiconductor device A1 includes a thermistor 17, as shown in FIGS. 5, 8, 9, etc.
  • the thermistor 17 is used as a temperature detection sensor. Note that, in addition to the thermistor 17, the configuration may include, for example, a temperature-sensitive diode, or the configuration may not include the thermistor 17 or the like.
  • Support substrate 3 supports the plurality of first semiconductor elements 10A and the plurality of second semiconductor elements 10B.
  • the specific structure of the support substrate 3 is not limited at all, and may be formed of, for example, a DBC (Direct Bonded Copper) substrate or an AMB (Active Metal Brazing) substrate.
  • Support substrate 3 includes an insulating layer 31, a first metal layer 32, and a back metal layer 33.
  • the first metal layer 32 includes a first conductive part 32A and a second conductive part 32B.
  • the dimension of the support substrate 3 in the thickness direction z is, for example, 0.4 mm or more and 3.0 mm or less.
  • the insulating layer 31 is made of, for example, ceramics with excellent thermal conductivity. Such ceramics include, for example, SiN (silicon nitride).
  • the insulating layer 31 is not limited to ceramics, and may be an insulating resin sheet or the like.
  • the insulating layer 31 has, for example, a rectangular shape in plan view.
  • the dimension of the insulating layer 31 in the thickness direction z is, for example, 0.05 mm or more and 1.0 mm or less.
  • the first conductive part 32A supports the plurality of first semiconductor elements 10A
  • the second conductive part 32B supports the plurality of second semiconductor elements 10B.
  • the first conductive part 32A and the second conductive part 32B are formed on the upper surface of the insulating layer 31 (the surface facing the z1 side in the thickness direction z).
  • the constituent material of the first conductive part 32A and the second conductive part 32B includes, for example, Cu (copper).
  • the constituent material may include, for example, Al (aluminum) other than Cu (copper).
  • the first conductive part 32A and the second conductive part 32B are separated in the first direction x.
  • the first conductive part 32A is located on the x1 side of the second conductive part 32B in the first direction x.
  • the first conductive portion 32A and the second conductive portion 32B each have, for example, a rectangular shape in plan view.
  • the first conductive part 32A and the second conductive part 32B, together with the first conductive member 5 and the second conductive member 6, are paths for the main circuit current switched by the plurality of first semiconductor elements 10A and the plurality of second semiconductor elements 10B. Configure.
  • the first conductive part 32A has a first main surface 301A.
  • the first main surface 301A is a plane facing the z1 side in the thickness direction z.
  • a plurality of first semiconductor elements 10A are each bonded to the first main surface 301A of the first conductive portion 32A via a first conductive bonding material 19A.
  • the second conductive portion 32B has a second main surface 301B.
  • the second main surface 301B is a plane facing toward the z1 side in the thickness direction z.
  • a plurality of second semiconductor elements 10B are bonded to the second main surface 301B of the second conductive portion 32B via a second conductive bonding material 19B.
  • the constituent materials of the first conductive bonding material 19A and the second conductive bonding material 19B are not particularly limited, and include, for example, solder, a metal paste material containing a metal such as Ag (silver), or a metal such as Ag (silver). sintered metals, etc.
  • the dimensions of the first conductive part 32A and the second conductive part 32B in the thickness direction z are, for example, 0.1 mm or more and 1.5 mm or less.
  • the back metal layer 33 is formed on the lower surface of the insulating layer 31 (the surface facing the z2 side in the thickness direction z).
  • the constituent material of the back metal layer 33 is the same as that of the first metal layer 32.
  • Back metal layer 33 has a back surface 302.
  • the back surface 302 is a plane facing the z2 side in the thickness direction z.
  • the back surface 302 is exposed from the sealing resin 8.
  • the back metal layer 33 overlaps both the first conductive part 32A and the second conductive part 32B in plan view.
  • Heat dissipation member 2 The heat dissipation member 2 is arranged on the back surface 302 of the back metal layer 33 of the support substrate 3, as shown in FIGS. 2, 6, 10 to 13, and 16 to 26.
  • the heat dissipation member 2 includes a plurality of first convex portions 21 .
  • the heat dissipation member 2 of this embodiment further includes a plurality of second convex portions 22. Note that FIGS. 21 to 26 only show a portion of the heat radiating member 2 for convenience of explanation.
  • the material of the heat dissipation member 2 is not limited at all, and is formed using a metal plate material, for example.
  • the metal plate material includes, for example, metals such as Cu (copper), Al (aluminum), stainless steel, or alloys thereof.
  • Each of the plurality of first convex portions 21 has a shape that protrudes toward the z2 side in the thickness direction z.
  • the plurality of first convex portions 21 are arranged in a matrix along a plane that includes the first direction x and the second direction y.
  • the matrix-like arrangement includes an arrangement in a grid along each of the first direction x and the second direction y, a so-called staggered arrangement, and the like. Refers to the manner in which the elements are arranged with a certain regularity.
  • the plurality of second convex portions 22 each have a shape that protrudes toward the z2 side in the thickness direction z.
  • the plurality of second convex portions 22 are arranged in a matrix along a plane that includes the first direction x and the second direction y.
  • the matrix arrangement of the second convex portions 22 is also based on the same concept as the matrix arrangement of the first convex portions 21.
  • the first convex portion 21 has a first base portion 211 , a second base portion 212 , a first standing portion 213 , a second standing portion 214 , and a first tip portion 215 .
  • the first base 211 and the second base 212 are spaced apart from each other in the x direction.
  • the first base 211 and the second base 212 of the first convex portions 21 adjacent in the first direction x are connected to each other and constitute an integral part.
  • the shapes of the first base portion 211 and the second base portion 212 are not limited at all, and in this embodiment, they are elongated rectangular shapes whose longitudinal direction is the second direction y when viewed from the thickness direction z.
  • the first base 211 and the second base 212 are each joined to the back surface 302.
  • the method of joining the first base portion 211 and the second base portion 212 is not limited in any way, and includes a welding method such as laser welding, a method using a bonding layer such as adhesive or solder, ultrasonic bonding, solid phase diffusion bonding, etc. The method can be selected as appropriate.
  • the first base 211 and the second base 212 are joined to the back surface 302 by laser welding.
  • a plurality of welded portions M are formed by portions of the first base 211, the second base 212, and the back surface 302 (back metal layer 33).
  • two welded portions M are formed at a portion where one first base portion 211 and one second base portion 212 are connected.
  • the two welds M are lined up in the second direction y.
  • the first tip 215 is located between the first base 211 and the second base 212 in the first direction x. Further, the first tip portion 215 is located closer to the z2 side than the first base portion 211 and the second base portion 212 in the thickness direction z.
  • the first tip portion 215 of this embodiment has a flat plate shape.
  • the shape of the first tip portion 215 is not limited at all, and is a long rectangular shape whose longitudinal direction is the second direction y when viewed from the thickness direction z.
  • the first standing portion 213 is connected to the first base portion 211 and the first tip portion 215. More specifically, the first standing portion 213 is connected to the edge of the first base portion 211 on the x2 side in the first direction x, and the edge of the first tip portion 215 on the x1 side in the first direction x. There is.
  • the shape of the first upright portion 213 is not limited in any way, and in this embodiment, it has a rectangular shape when viewed in the first direction x.
  • the second upright portion 214 is connected to the second base portion 212 and the first tip portion 215. More specifically, the second upright portion 214 is connected to an edge of the second base portion 212 on the x1 side in the first direction x and an edge of the first tip portion 215 on the x2 side in the first direction x. There is.
  • the shape of the second upright portion 214 is not limited in any way, and in this embodiment, it has a rectangular shape when viewed in the first direction x.
  • each part of the first convex portion 21 is not limited at all.
  • the size of the first convex portion 21 in the thickness direction z is larger than the distance between the first raised portion 213 and the second raised portion 214 in the first direction x.
  • the second convex portion 22 has a third base portion 221 , a fourth base portion 222 , a third standing portion 223 , a fourth standing portion 224 , and a second tip portion 225 .
  • the third base 221 and the fourth base 222 are spaced apart from each other in the x direction.
  • the third base 221 and fourth base 222 of the second convex portions 22 adjacent in the first direction x are connected to each other and constitute an integral part.
  • the shapes of the third base portion 221 and the fourth base portion 222 are not limited at all, and in this embodiment, they are elongated rectangular shapes whose longitudinal direction is the second direction y when viewed from the thickness direction z.
  • the third base portion 221 and the fourth base portion 222 are connected to the first tip portion 215 of the first convex portion 21. More specifically, the third base portion 221 and the fourth base portion 222 are located between the first tip portions 215 of the first convex portions 21 adjacent in the second direction y, and these first tip portions It is connected to 215.
  • the positions of the third base portion 221 and the fourth base portion 222 in the thickness direction z are the same (or approximately the same) as the first tip portion 215 . That is, in the present embodiment, the third base portion 221 and the fourth base portion 222 of the plurality of second convex portions 22 and the first tip portions 215 of the plurality of first convex portions 21 extend in the second direction y. They are connected to form a band-shaped part.
  • the second tip 225 is located between the third base 221 and the fourth base 222 in the first direction x. Further, the second tip portion 225 is located closer to the z2 side than the third base portion 221 and the fourth base portion 222 in the thickness direction z.
  • the second tip portion 225 of this embodiment has a flat plate shape.
  • the shape of the second tip portion 225 is not limited at all, and is a long rectangular shape whose longitudinal direction is the second direction y when viewed from the thickness direction z.
  • the second tip portion 225 is located between the first base portion 211 and the second base portion 212 of the first convex portion 21 adjacent in the second direction y when viewed in the thickness direction z.
  • the third upright portion 223 is connected to the third base portion 221 and the second tip portion 225. More specifically, the third upright portion 223 is connected to an edge of the third base portion 221 on the x2 side in the first direction x and an edge of the second tip portion 225 on the x1 side in the first direction x. There is.
  • the shape of the third upright portion 223 is not limited in any way, and in this embodiment, it has a rectangular shape when viewed in the first direction x.
  • the fourth upright portion 224 is connected to the fourth base portion 222 and the second tip portion 225. More specifically, the fourth upright portion 224 is connected to an edge of the fourth base portion 222 on the x1 side in the first direction x and an edge of the second tip portion 225 on the x2 side in the first direction x. There is.
  • the shape of the fourth upright portion 224 is not limited in any way, and in this embodiment, it has a rectangular shape when viewed in the first direction x.
  • each part of the second convex portion 22 is not limited at all.
  • the size of the second convex portion 22 in the thickness direction z is larger than the distance between the third upright portion 223 and the fourth upright portion 224 in the first direction x.
  • the size of the second convex portion 22 in the thickness direction z is the same (or approximately the same) as the size of the first convex portion 21 in the thickness direction z.
  • the size of the first convex portion 21 in the thickness direction z and the size of the second convex portion 22 in the thickness direction z may be different from each other.
  • FIG. 27 shows a step of forming the heat dissipation member 2 in an example of the method for manufacturing the semiconductor device A1.
  • Figure (a) shows a part of the heat dissipation member 2
  • Figures (b) and (c) show a metal plate material 20 used for forming the portion of the heat dissipation member 2 shown in figure (a). It shows.
  • FIG. 2C is a plan view of the metal plate material 20.
  • a plurality of cutting lines 201 are formed in the metal plate material 20 .
  • FIG. 2B is a zx cross-sectional view including the cutting line 201.
  • the cutting line 201 penetrates the metal plate material 20 in the thickness direction z.
  • the cutting line 201 extends in the first direction x, and is straight in this embodiment.
  • the plurality of cutting lines 201 are arranged in a matrix along the xy plane.
  • a region of the metal plate material 20 located between the cutting lines 201 adjacent to each other in the first direction x is a region that becomes the first tip portion 215 or the third base portion 221 and the fourth base portion 222.
  • the region located between the cutting lines 201 adjacent to each other in the second direction y in the metal plate material 20 is a region that will become the first base 211, the second base 212, the first standing portion 213, and the second standing portion 214, or These are the regions that will become the third standing portion 223, the fourth standing portion 224, and the second tip portion 225.
  • the size of the heat dissipation member 2 in the first direction x is smaller than the size of the metal plate material 20 in the first direction x before being bent.
  • a step of arranging the heat radiating member 2 on the back surface 302 of the support substrate 3 is performed.
  • the plurality of first base portions 211 and second base portions 212 of the heat dissipation member 2 are joined to the back surface 302 using, for example, laser welding.
  • First terminal 41, second terminal 42, third terminal 43, fourth terminal 44 The first terminal 41, the second terminal 42, the plurality of third terminals 43, and the fourth terminal 44 are each made of a plate-shaped metal plate.
  • This metal plate includes, for example, Cu (copper) or a Cu (copper) alloy. In the examples shown in FIGS. 1 to 5, FIG. 8, FIG. 9, and FIG. However, the number of each terminal is not limited at all.
  • a DC voltage to be subjected to power conversion is input to the first terminal 41, the second terminal 42, and the fourth terminal 44.
  • the fourth terminal 44 is a positive electrode (P terminal), and the first terminal 41 and the second terminal 42 are each negative electrodes (N terminal).
  • P terminal positive electrode
  • N terminal negative electrodes
  • the first terminal 41 , the second terminal 42 , the plurality of third terminals 43 , and the fourth terminal 44 each include a portion covered with the sealing resin 8 and a portion exposed from the sealing resin 8 .
  • the fourth terminal 44 is electrically connected to the first conductive portion 32A.
  • the method of conductive bonding is not limited at all, and methods such as ultrasonic bonding, laser bonding, welding, or methods using solder, metal paste, silver sintered body, etc. are appropriately employed.
  • the fourth terminal 44 is located on the x1 side in the first direction x with respect to the plurality of first semiconductor elements 10A and the first conductive portion 32A, as shown in FIGS. 8, 9, and the like.
  • the fourth terminal 44 is electrically connected to the first conductive portion 32A and, via the first conductive portion 32A, to the back electrode 15 (drain electrode) of each first semiconductor element 10A.
  • the first terminal 41 and the second terminal 42 are electrically connected to the second conductive member 6.
  • the first terminal 41 and the second conductive member 6 are integrally formed.
  • the first terminal 41 and the second conductive member 6 are integrally formed, for example, by cutting and bending a single metal plate material, and are joined together. This refers to a configuration that does not include any bonding materials, etc.
  • the second terminal 42 and the second conductive member 6 are integrally formed. Note that the first terminal 41 and the second terminal 42 may have a structure as long as they are electrically connected to the second conductive member 6, and unlike this embodiment, they may have a structure that includes a joint portion that joins them to each other.
  • the first terminal 41 and the second terminal 42 are respectively located on the x1 side in the first direction x with respect to the plurality of first semiconductor elements 10A and the first conductive part 32A, as shown in FIGS. 5, 8, etc. .
  • the first terminal 41 and the second terminal 42 are each electrically connected to the second conductive member 6 and connected to the second main surface electrode 12 (source electrode) of each second semiconductor element 10B via the second conductive member 6. Conduct.
  • the first terminal 41, the second terminal 42, and the fourth terminal 44 each protrude from the sealing resin 8 toward the x1 side in the first direction x in the semiconductor device A1. ing.
  • the first terminal 41, the second terminal 42, and the fourth terminal 44 are spaced apart from each other.
  • the first terminal 41 and the second terminal 42 are located on opposite sides of the fourth terminal 44 in the second direction y.
  • the first terminal 41 is located on the y1 side of the fourth terminal 44 in the second direction y
  • the second terminal 42 is located on the y2 side of the fourth terminal 44 in the second direction y.
  • the first terminal 41, the second terminal 42, and the fourth terminal 44 overlap each other when viewed in the second direction y.
  • the two third terminals 43 are each electrically connected to the second conductive portion 32B.
  • the method of conductive bonding is not limited at all, and methods such as ultrasonic bonding, laser bonding, welding, or methods using solder, metal paste, silver sintered body, etc. are appropriately employed.
  • the two third terminals 43 are each located on the x2 side in the first direction x with respect to the plurality of second semiconductor elements 10B and the second conductive portion 32B, as shown in FIG. 8 and the like. Each third terminal 43 is electrically connected to the second conductive portion 32B and, via the second conductive portion 32B, to the back electrode 15 (drain electrode) of each second semiconductor element 10B.
  • third terminals 43 is not limited to two, and may be one, for example, or three or more. For example, when there is only one third terminal 43, it is desirable that it is connected to the central portion of the second conductive portion 32B in the second direction y.
  • Each of the plurality of control terminals 45 is a pin-shaped terminal for controlling each first semiconductor element 10A and each second semiconductor element 10B.
  • the plurality of control terminals 45 include a plurality of first control terminals 46A-46E and a plurality of second control terminals 47A-47D.
  • the plurality of first control terminals 46A to 46E are used for controlling each first semiconductor element 10A.
  • the plurality of second control terminals 47A to 47D are used for controlling each second semiconductor element 10B.
  • First control terminals 46A to 46E The plurality of first control terminals 46A to 46E are arranged at intervals in the second direction y. As shown in FIGS. 8, 13, and 20, each of the first control terminals 46A to 46E is supported by the first conductive portion 32A via a control terminal support 48 (a first support portion 48A to be described later). Ru. As shown in FIGS. 5 and 8, each of the first control terminals 46A to 46E connects a plurality of first semiconductor elements 10A, a first terminal 41, a second terminal 42, and a fourth terminal 44 in the first direction x. located between.
  • the first control terminal 46A is a terminal (gate terminal) for inputting a drive signal for the plurality of first semiconductor elements 10A.
  • a drive signal for driving the plurality of first semiconductor elements 10A is input to the first control terminal 46A (for example, a gate voltage is applied).
  • the first control terminal 46B is a source signal detection terminal (source sense terminal) of the plurality of first semiconductor elements 10A.
  • the voltage (voltage corresponding to the source current) applied to each second main surface electrode 12 (source electrode) of the plurality of first semiconductor elements 10A is detected from the first control terminal 46B.
  • the first control terminal 46C and the first control terminal 46D are terminals that are electrically connected to the thermistor 17.
  • the first control terminal 46E is a drain signal detection terminal (drain sense terminal) of the plurality of first semiconductor elements 10A.
  • the voltage (voltage corresponding to the drain current) applied to each back electrode 15 (drain electrode) of the plurality of first semiconductor elements 10A is detected from the first control terminal 46E.
  • the plurality of second control terminals 47A to 47D are arranged at intervals in the second direction y. As shown in FIGS. 8 and 13, each of the second control terminals 47A to 47D is supported by the second conductive portion 32B via a control terminal support 48 (second support portion 48B to be described later). Each of the second control terminals 47A to 47D is located between the plurality of second semiconductor elements 10B and the two third terminals 43 in the first direction x, as shown in FIGS. 5 and 8.
  • the second control terminal 47A is a terminal (gate terminal) for inputting drive signals for the plurality of second semiconductor elements 10B.
  • a drive signal for driving the plurality of second semiconductor elements 10B is input to the second control terminal 47A (for example, a gate voltage is applied).
  • the second control terminal 47B is a terminal (source sense terminal) for detecting source signals of the plurality of second semiconductor elements 10B.
  • the voltage (voltage corresponding to the source current) applied to each second main surface electrode 12 (source electrode) of the plurality of second semiconductor elements 10B is detected from the second control terminal 47B.
  • the second control terminal 47C and the second control terminal 47D are terminals that are electrically connected to the thermistor 17.
  • Each of the plurality of control terminals 45 (the plurality of first control terminals 46A to 46E and the plurality of second control terminals 47A to 47D) includes a holder 451 and a metal pin 452.
  • the holder 451 is made of a conductive material. As shown in FIGS. 14 and 15, the holder 451 is bonded to the control terminal support 48 (first metal layer 482, which will be described later) via a conductive bonding material 459.
  • the holder 451 includes a cylindrical portion, an upper end flange, and a lower end flange. The upper end flange is connected above the cylindrical part, and the lower end flange is connected below the cylindrical part.
  • a metal pin 452 is inserted through at least the upper end flange and the cylindrical portion of the holder 451 .
  • the holder 451 is covered with a sealing resin 8 (a second protrusion 852 to be described later).
  • the metal pin 452 is a rod-shaped member extending in the thickness direction z.
  • the metal pin 452 is supported by being press-fitted into the holder 451.
  • the metal pin 452 is electrically connected to the control terminal support 48 (first metal layer 482 described below) through at least the holder 451.
  • the control terminal support 48 first metal layer 482 described below
  • the metal pin 452 is electrically connected to the control terminal support 48 via the conductive bonding material 459 .
  • Control terminal support 48 supports the plurality of control terminals 45 .
  • the control terminal support body 48 is interposed between the first main surface 301A and the second main surface 301B and the plurality of control terminals 45 in the thickness direction z.
  • the control terminal support 48 includes a first support portion 48A and a second support portion 48B.
  • the first support portion 48A is disposed on the first conductive portion 32A and supports a plurality of first control terminals 46A to 46E among the plurality of control terminals 45.
  • the first support portion 48A is bonded to the first conductive portion 32A via a bonding material 49, as shown in FIG.
  • the bonding material 49 may be conductive or insulating, and for example, solder is used.
  • the second support portion 48B is disposed on the second conductive portion 32B and supports a plurality of second control terminals 47A to 47D among the plurality of control terminals 45.
  • the second support portion 48B is bonded to the second conductive portion 32B via a bonding material 49, as shown in FIG.
  • the control terminal support body 48 (each of the first support part 48A and the second support part 48B) is composed of, for example, a DBC (Direct Bonded Copper) board.
  • the control terminal support 48 includes an insulating layer 481, a first metal layer 482, and a second metal layer 483 that are stacked on each other.
  • the insulating layer 481 is made of ceramics, for example.
  • the insulating layer 481 has, for example, a rectangular shape in plan view.
  • the first metal layer 482 is formed on the upper surface of the insulating layer 481, as shown in FIGS. 14, 15, etc. Each control terminal 45 is erected on the first metal layer 482.
  • the first metal layer 482 includes, for example, Cu (copper) or a Cu (copper) alloy. As shown in FIG. 8 and the like, the first metal layer 482 includes a first portion 482A, a second portion 482B, a third portion 482C, a fourth portion 482D, a fifth portion 482E, and a sixth portion 482F.
  • the first portion 482A, the second portion 482B, the third portion 482C, the fourth portion 482D, the fifth portion 482E, and the sixth portion 482F are spaced apart and insulated from each other.
  • the first portion 482A is connected to a plurality of wires 71 and is electrically connected to the first main surface electrode 11 (gate electrode) of each first semiconductor element 10A (each second semiconductor element 10B) via each wire 71.
  • a plurality of wires 73 are connected to the first portion 482A and the sixth portion 482F.
  • the sixth portion 482F is electrically connected to the first main surface electrode 11 (gate electrode) of each first semiconductor element 10A (each second semiconductor element 10B) via the wire 73 and the wire 71.
  • the first control terminal 46A is connected to the sixth portion 482F of the first support portion 48A
  • the second control terminal 47A is connected to the sixth portion 482F of the second support portion 48B. It is joined.
  • the second portion 482B has a plurality of wires 72 joined and is electrically connected to the third main surface electrode 13 (source sense electrode) of each first semiconductor element 10A (each second semiconductor element 10B) via each wire 72.
  • the first control terminal 46B is connected to the second portion 482B of the first support portion 48A
  • the second control terminal 47B is connected to the second portion 482B of the second support portion 48B. It is joined.
  • the thermistor 17 is joined to the third portion 482C and the fourth portion 482D.
  • first control terminals 46C and 46D are connected to the third portion 482C and fourth portion 482D of the first support portion 48A
  • the third portion 482C and the fourth portion 482D of the second support portion 48B are connected to the first control terminals 46C and 46D.
  • Second control terminals 47C and 47D are connected to the fourth portion 482D.
  • a wire 74 is joined to the fifth portion 482E of the first support portion 48A, and the fifth portion 482E is electrically connected to the first conductive portion 32A via the wire 74. As shown in FIG. 8, the first control terminal 46E is joined to the fifth portion 482E of the first support portion 48A. The fifth portion 482E of the second support portion 48B is not electrically connected to other components.
  • Each of the wires 71 to 74 described above is, for example, a bonding wire.
  • the constituent material of each wire 71 to 74 includes, for example, one of Au (gold), Al (aluminum), or Cu (copper).
  • the second metal layer 483 is formed on the lower surface of the insulating layer 481, as shown in FIGS. 14, 15, etc.
  • the second metal layer 483 of the first support portion 48A is bonded to the first conductive portion 32A via a bonding material 49, as shown in FIG.
  • the second metal layer 483 of the second support portion 48B is bonded to the second conductive portion 32B via a bonding material 49, as shown in FIG.
  • First conductive member 5, second conductive member 6 The first conductive member 5 and the second conductive member 6, together with the first conductive part 32A and the second conductive part 32B, serve as a path for main circuit current switched by the plurality of first semiconductor elements 10A and the plurality of second semiconductor elements 10B.
  • the first conductive member 5 and the second conductive member 6 are separated from the first main surface 301A and the second main surface 301B toward the z1 side in the thickness direction z, and are separated from the first main surface 301A and the second main surface 301B in a plan view. It overlaps with surface 301B.
  • the first conductive member 5 and the second conductive member 6 are each made of a metal plate.
  • the metal includes, for example, Cu (copper) or a Cu (copper) alloy.
  • the first conductive member 5 and the second conductive member 6 are appropriately bent metal plates.
  • the first conductive member 5 is connected to the second main surface electrode 12 (source electrode) of each first semiconductor element 10A and the second conductive part 32B, and is connected to the second main surface electrode 12 (source electrode) of each first semiconductor element 10A and the second conductive part 32B. 2 conductive portion 32B.
  • the first conductive member 5 constitutes a path for main circuit current switched by the plurality of first semiconductor elements 10A.
  • the first conductive member 5 includes a main portion 51, a plurality of first joints 52, and a plurality of second joints 53, as shown in FIGS. 7 and 8.
  • the main portion 51 is a band-shaped portion that is located between the plurality of first semiconductor elements 10A and the second conductive portion 32B in the first direction x, and extends in the second direction y in a plan view.
  • the main part 51 overlaps both the first conductive part 32A and the second conductive part 32B in a plan view, and is spaced apart from the first main surface 301A and the second main surface 301B on the z1 side in the thickness direction z. are doing.
  • the main portion 51 is located on the z2 side in the thickness direction z with respect to a third path portion 66 and a fourth path portion 67 of the second conductive member 6, which will be described later. 66 and the fourth path portion 67 are located closer to the first main surface 301A and the second main surface 301B.
  • the main portion 51 is arranged parallel to the first main surface 301A and the second main surface 301B.
  • the main portion 51 extends continuously in the second direction y corresponding to the region where the plurality of first semiconductor elements 10A are arranged.
  • a plurality of first openings 514 are formed in the main portion 51.
  • Each of the plurality of first openings 514 is, for example, a through hole penetrating in the thickness direction z (thickness direction of the main portion 51).
  • the plurality of first openings 514 are arranged at intervals in the second direction y.
  • the plurality of first openings 514 are provided corresponding to each of the plurality of first semiconductor elements 10A.
  • the main portion 51 is provided with four first openings 514, and these first openings 514 and the plurality of (four) first semiconductor elements 10A are located at different positions in the second direction y. equal.
  • each first opening 514 overlaps the gap between the first conductive part 32A and the second conductive part 32B in plan view.
  • the plurality of first openings 514 are formed on the upper side (z1 side in the thickness direction z) in the vicinity of the main portion 51 (first conductive member 5). ) and the lower side (z2 side in the thickness direction z) to facilitate the flow of the resin material.
  • each first joint portion 52 and the plurality of second bonding portions 53 are each connected to the main portion 51 and are arranged corresponding to the plurality of first semiconductor elements 10A.
  • each first joint portion 52 is located on the x1 side of the first direction x with respect to the main portion 51.
  • Each second joint portion 53 is located on the x2 side of the first direction x with respect to the main portion 51.
  • each first bonding portion 52 and the corresponding second main surface electrode 12 of one of the first semiconductor elements 10A are bonded via a conductive bonding material 59.
  • Each second joint portion 53 and the second conductive portion 32B are joined via a conductive joining material 59.
  • the constituent material of the conductive bonding material 59 is not particularly limited, and may be, for example, solder, metal paste material, or sintered metal.
  • the first joint portion 52 has two portions separated in the second direction y. These two parts are joined to the second main surface electrode 12 on both sides in the second direction y, with the gate finger 121 of the second main surface electrode 12 of the first semiconductor element 10A interposed therebetween.
  • the second conductive member 6 connects the second main surface electrode 12 (source electrode) of each second semiconductor element 10B to the first terminal 41 and the second terminal 42.
  • the second conductive member 6 is integrally formed with the first terminal 41 and the second terminal 42.
  • the second conductive member 6 constitutes a path for main circuit current switched by the plurality of second semiconductor elements 10B. As shown in FIG. 3, FIG. 5 to FIG. 7, FIG. 12, FIG. 13, and FIG. 16 to FIG. 65, including a plurality of third path sections 66 and fourth path sections 67. Further, in the illustrated example, the second conductive member 6 includes a first step portion 602 and a second step portion 603.
  • the plurality of third bonding parts 61 are parts that are individually bonded to the plurality of second semiconductor elements 10B.
  • Each third bonding portion 61 and the second main surface electrode 12 of each second semiconductor element 10B are bonded via a conductive bonding material 69.
  • the constituent material of the conductive bonding material 69 is not particularly limited, and may be, for example, solder, metal paste material, or sintered metal.
  • the third joint portion 61 has two flat portions 611 and two first inclined portions 612.
  • the two flat parts 611 are lined up in the second direction y.
  • the two flat parts 611 are spaced apart from each other in the second direction y.
  • the shape of the flat portion 611 is not limited at all, and in the illustrated example, it is rectangular.
  • the two flat parts are joined to the second main surface electrode 12 on both sides in the second direction y, with the gate finger 121 of the second main surface electrode 12 of the second semiconductor element 10B interposed therebetween.
  • the two first inclined parts 612 are connected to the outside of the two flat parts 611 in the second direction y. That is, the first inclined portion 612 located on the y1 side in the second direction y is connected to the y1 side in the second direction y with respect to the flat portion 611 located on the y1 side in the second direction y. Further, the first inclined portion 612 located on the y2 side in the second direction y is connected to the y2 side in the second direction y with respect to the flat portion 611 located on the y2 side in the second direction y.
  • the first inclined portion 612 is inclined so that the farther it is from the flat portion 611 in the second direction y, the more it is located on the z1 side in the thickness direction z.
  • the first path portion 64 is interposed between the plurality of third joint portions 61 and the first terminal 41.
  • the first path section 64 is connected to the first terminal 41 via the first step section 602.
  • the first path portion 64 overlaps the first conductive portion 32A in plan view.
  • the first path portion 64 has a shape that extends in the first direction x as a whole.
  • the first path portion 64 includes a first strip portion 641 and a first extension portion 643.
  • the first strip portion 641 is located on the x2 side of the first direction x with respect to the first terminal 41, and is substantially parallel to the first main surface 301A.
  • the first strip portion 641 has a shape that extends in the first direction x as a whole.
  • the first strip portion 641 has a recess 649 .
  • the recessed portion 649 is a portion of the first strip portion 641 that is recessed toward the y1 side in the second direction y. In FIG. 5, the first metal part 35 is exposed through the recess 649.
  • the first extending portion 643 extends from the side end of the first strip portion 641 on the y1 side in the second direction y to the z2 side in the thickness direction z.
  • the first extending portion 643 is spaced apart from the first conductive portion 32A.
  • the first extending portion 643 has a shape along the thickness direction z, and has an elongated rectangular shape whose longitudinal direction is the first direction x. Note that the first path portion 64 may be configured without the first extending portion 643.
  • the second path portion 65 is interposed between the plurality of third joint portions 61 and the second terminal 42.
  • the second path section 65 is connected to the second terminal 42 via the second step section 603.
  • the second path portion 65 overlaps the first conductive portion 32A in plan view.
  • the second path portion 65 has a shape that extends in the first direction x as a whole.
  • the second path portion 65 includes a second strip portion 651 and a second extension portion 653.
  • the second strip portion 651 is located on the x2 side of the first direction x with respect to the second terminal 42, and is substantially parallel to the first main surface 301A.
  • the second strip portion 651 has a shape that extends in the first direction x as a whole.
  • the second strip portion 651 has a recess 659 .
  • the recessed portion 659 is a portion of the second strip portion 651 that is recessed toward the y2 side in the second direction y. In FIG. 5, the second metal portion 36 is exposed through the recess 659.
  • the second extending portion 653 extends from the side end of the second strip portion 651 on the y2 side in the second direction y to the z2 side in the thickness direction z.
  • the second extending portion 653 is spaced apart from the first conductive portion 32A.
  • the second extending portion 653 has a shape along the thickness direction z, and has an elongated rectangular shape whose longitudinal direction is the first direction x. Note that the second path portion 65 may be configured without the second extension portion 653.
  • the plurality of third path portions 66 are individually connected to the plurality of third joint portions 61.
  • Each of the third path sections 66 has a shape extending in the first direction x, and is arranged at a distance from each other in the second direction y.
  • the number of the plurality of third path sections 66 is not limited at all, and in the illustrated example, five third path sections 66 are arranged.
  • Each third path section 66 is positioned between the plurality of second semiconductor elements 10B in the second direction y, or located outside of the plurality of second semiconductor elements 10B in the second direction y. It is located.
  • Recesses 669 are formed in the two third path portions 66 located on both outer sides in the second direction y.
  • the recess 669 is recessed from the inside to the outside in the second direction y.
  • one recess 669 is formed in each of the two third path portions 66 .
  • the second conductive portion 32B is exposed through these recesses 669.
  • one third joint portion 61 is arranged between two third path portions 66 adjacent to each other in the second direction y.
  • the first inclined portion 612 located on the y1 side in the second direction y is located on the y1 side in the second direction y among the two third path portions 66 adjacent in the second direction y. It is connected to the third path section 66 located there.
  • the first inclined portion 612 located on the y2 side in the second direction y is located on the y2 side in the second direction y among the two third path portions 66 adjacent in the second direction y. It is connected to the third path section 66 located there.
  • the fourth path portion 67 is connected to the end of the plurality of third path portions 66 on the x1 side in the first direction x.
  • the fourth path portion 67 has a shape that extends long in the second direction y.
  • the fourth path portion 67 is connected to the ends of the first band portion 641 of the first path portion 64 and the second band portion 651 of the second path portion 65 on the x2 side in the first direction x.
  • the first path portion 64 is connected to the end of the fourth path portion 67 on the y1 side in the second direction y.
  • the second path portion 65 is connected to the end of the fourth path portion 67 on the y2 side in the second direction y.
  • the sealing resin 8 includes a plurality of first semiconductor elements 10A, a plurality of second semiconductor elements 10B, a support substrate 3 (excluding the back surface 302), a first terminal 41, a second terminal 42, and a plurality of third terminals. 43, a portion of the fourth terminal 44, a portion of the plurality of control terminals 45, the control terminal support 48, the first conduction member 5, the second conduction member 6, and the plurality of wires 71 to 43.
  • the wires 74 and 74 are respectively covered.
  • the sealing resin 8 is made of, for example, black epoxy resin.
  • the sealing resin 8 is formed by, for example, molding.
  • the sealing resin 8 has, for example, a dimension of about 35 mm to 60 mm in the first direction x, a dimension of about 35 mm to 50 mm in the second direction y, and a dimension of about 4 mm to 15 mm in the thickness direction z, for example. . These dimensions are the largest along each direction.
  • the sealing resin 8 has a resin main surface 81, a resin back surface 82, and a plurality of resin side surfaces 831 to 834.
  • the resin main surface 81 and the resin back surface 82 are separated in the thickness direction z, as shown in FIGS. 10, 12, and 18.
  • the main resin surface 81 faces the z1 side in the thickness direction z
  • the resin back surface 82 faces the z2 side in the thickness direction z.
  • a plurality of control terminals 45 protrude from the main resin surface 81.
  • the resin back surface 82 has a frame shape that surrounds the back surface 302 of the support substrate 3 (the lower surface of the back metal layer 33) in plan view.
  • the back surface 302 of the support substrate 3 is exposed from the resin back surface 82, and is flush with the resin back surface 82, for example.
  • Each of the plurality of resin side surfaces 831 to 834 is connected to both the resin main surface 81 and the resin rear surface 82, and is sandwiched between them in the thickness direction z. As shown in FIG. 4 and the like, the resin side surface 831 and the resin side surface 832 are separated in the first direction x.
  • the resin side surface 831 faces the x2 side in the first direction x
  • the resin side surface 832 faces the x1 side in the first direction x.
  • Two third terminals 43 protrude from the resin side surface 831, and a first terminal 41, a second terminal 42, and a fourth terminal 44 protrude from the resin side surface 832.
  • the resin side surface 833 and the resin side surface 834 are separated from each other in the second direction y.
  • the resin side surface 833 faces the y2 side in the second direction y
  • the resin side surface 834 faces the y1 side in the second direction y.
  • a plurality of recesses 832a are formed in the resin side surface 832.
  • Each recessed portion 832a is a portion depressed in the first direction x when viewed from above.
  • the plurality of recesses 832a include those formed between the first terminal 41 and the fourth terminal 44 and those formed between the second terminal 42 and the fourth terminal 44 in plan view.
  • the plurality of recesses 832a are provided to increase the creepage distance along the resin side surface 832 between the first terminal 41 and the fourth terminal 44, and the creepage distance along the resin side surface 832 between the second terminal 42 and the fourth terminal 44. It is provided.
  • the sealing resin 8 has a plurality of first protrusions 851, a plurality of second protrusions 852, and a resin cavity 86, as shown in FIGS. 12 and 13.
  • the plurality of first protrusions 851 each protrude from the main resin surface 81 in the thickness direction z.
  • the plurality of first protrusions 851 are arranged near the four corners of the sealing resin 8 in plan view.
  • a first protruding end surface 851a is formed at the tip of each first protruding portion 851 (the end on the z1 side in the thickness direction z).
  • Each first protruding end surface 851a of the plurality of first protrusions 851 is substantially parallel to the main resin surface 81 and on the same plane (xy plane).
  • Each first protrusion 851 is, for example, shaped like a hollow truncated cone with a bottom.
  • the plurality of first protrusions 851 are used as spacers when the semiconductor device A1 is mounted on a control circuit board or the like of a device that uses a power source generated by the semiconductor device A1.
  • Each of the plurality of first protrusions 851 has a recess 851b and an inner wall surface 851c formed in the recess 851b.
  • the shape of each first protrusion 851 may be columnar, and is preferably columnar.
  • the recess 851b has a cylindrical shape
  • the inner wall surface 851c has a single perfect circular shape when viewed from above.
  • the sealing resin 8 has a groove 89.
  • the groove portion 89 is a portion recessed from the resin back surface 82 toward the z1 side in the thickness direction z.
  • the groove portion 89 crosses the resin back surface 82 in the second direction y.
  • the sealing resin 8 has two grooves 89.
  • the two groove portions 89 are arranged apart in the x direction.
  • the back metal layer 33 (back surface 302) is located between the two grooves 89.
  • the semiconductor device A1 may be mechanically fixed to a control circuit board or the like by a method such as screwing.
  • a female thread can be formed on the inner wall surface 851c of the recess 851b in the plurality of first protrusions 851.
  • Insert nuts may be embedded in the recesses 851b of the plurality of first protrusions 851.
  • the plurality of second protrusions 852 protrude from the main resin surface 81 in the thickness direction z, as shown in FIG. 13 and the like.
  • the plurality of second protrusions 852 overlap the plurality of control terminals 45 in plan view.
  • Each metal pin 452 of the plurality of control terminals 45 protrudes from each second protrusion 852 .
  • Each second protrusion 852 has a truncated cone shape.
  • the second protrusion 852 covers the holder 451 and a portion of the metal pin 452 at each control terminal 45 .
  • the power conversion unit B1 includes a semiconductor device A1 and a cooling device 9.
  • the cooling device 9 is arranged on the z2 side of the semiconductor device A1 in the thickness direction z. Cooling device 9 has a housing 91 .
  • the housing 91 is a box-shaped member made of metal, resin, or the like.
  • the housing 91 accommodates the heat dissipation member 2.
  • the housing 91 is attached to the semiconductor device A1 via a sealing material 919.
  • the sealing material 919 is sandwiched between the end of the casing 91 and the resin back surface 82 of the sealing resin 8, and keeps the internal space of the casing 91 airtight.
  • the housing 91 is filled with a cooling medium Cm.
  • a cooling medium Cm flows within the housing 91 .
  • the cooling device 9 has a supply section 92 and a discharge section 93.
  • the supply section 92 and the discharge section 93 are attached separately to both sides of the housing 91 in the first direction x.
  • a cooling medium Cm is supplied to the housing 91 from the supply section 92 .
  • the cooling medium Cm that has flowed through the casing 91 is discharged from the discharge section 93 .
  • the cooling medium Cm flows in the second direction y within the housing 91.
  • the cooling medium Cm flowing in the second direction y does not mean that only the flow velocity component in the second direction y exists, but includes the flow velocity components in the first direction x and the thickness direction z, This includes a mode in which the cooling medium Cm moves as a whole in the second direction y.
  • the heat dissipation member 2 includes a plurality of first convex portions 21.
  • the first convex portion 21 has a shape that protrudes from the back surface 302 toward the z2 side in the thickness direction z.
  • a plurality of these 21 are arranged in a matrix along a plane including the first direction x and the second direction y.
  • the heat dissipating member 2 has a structure in which the size in the first direction x is smaller than that of the metal plate material 20.
  • a heat dissipation member having a plurality of upright pieces can be created by forming a plurality of V-shaped cutting lines in a metal plate material and standing up parts surrounded by these cutting lines. can get.
  • This heat dissipation member has the same (or substantially the same) size and shape as the metal plate material when viewed in the thickness direction, and is not reduced in any way.
  • the heat dissipating member 2 of this embodiment has a three-dimensionally more complicated shape. This makes it possible to significantly expand the contact area when the cooling medium Cm is made to flow, which is preferable for increasing heat dissipation efficiency.
  • the first convex portion 21 Since the plurality of first convex portions 21 have the first upright portion 213, the second upright portion 214, and the first tip portion 215, the first convex portion 21 has a hollow portion when viewed in the second direction y. It has a structure. Thereby, the heat dissipation member 2 in which the plurality of first convex portions 21 are arranged in a matrix is configured to easily cause the cooling medium Cm to flow along the second direction y. Therefore, in the power conversion unit B1, the cooling medium Cm can be made to flow smoothly in the second direction y.
  • the heat dissipation member 2 of this embodiment further includes a plurality of second convex portions 22 in addition to the plurality of first convex portions 21 .
  • the plurality of second convex portions 22 have shapes that further protrude from the first tip portions 215 of the plurality of first convex portions 21 in the thickness direction z. Thereby, it is possible to further increase the size of the heat dissipating member 2 in the thickness direction z, and it is possible to further expand the contact area with the cooling medium Cm. Therefore, it is suitable for increasing heat radiation efficiency.
  • FIG. 28(a) shows the bonding plane P2 of the heat dissipation member 2.
  • the bonding plane P2 is a plane along a portion facing the back surface 302 of the support substrate 3 when the heat dissipating member 2 is bonded to the back surface 302.
  • the joining plane P2 is a plane along the first base 211 and the second base 212 of the plurality of first convex portions 21.
  • the heat dissipation member 2 has a plurality of first convex portions 21 arranged in a matrix, and has a shape smaller in size in the first direction x than the metal plate material 20. Therefore, the heat dissipation member 2 has a configuration that allows easy three-dimensional bending and twisting deformation compared to, for example, the metal plate material 20.
  • the figure (b) shows a bending deformation in which the central part of the bonding plane P2 in the first direction This is a bending deformation in which the central portion of is lifted in the thickness direction z.
  • FIG. 4(d) shows a twisting deformation in which both ends of the joining plane P2 in the first direction x are rotated in different directions.
  • the heat dissipating member 2 has flexibility or flexibility to sufficiently follow the bending and twisting deformations shown in (b) to (d).
  • Second embodiment 31 to 36 show a heat dissipation member of a semiconductor device according to a second embodiment of the present disclosure.
  • the heat dissipation member 2 of this embodiment includes a plurality of first convex portions 21 and does not include a plurality of second convex portions 22.
  • the plurality of first convex portions 21 are lined up along the first direction x and the second direction y.
  • the first base 211 and the second base 212 of the first convex portion 21 adjacent in the first direction x are connected to each other and constitute an integral part.
  • the first base 211 and the second base 212 of the first convex portion 21 adjacent in the second direction y are connected to each other.
  • the first base portion 211 and the second base portion 212 of the plurality of first convex portions 21 arranged in the second direction y have a band shape as a whole extending in the second direction y when viewed in the thickness direction z.
  • the first standing portion 213, second standing portion 214, and first tip portion 215 of the first convex portion 21 that are adjacent to each other in the second direction y are not connected to each other.
  • a plurality of slits 23 are formed in the heat dissipation member 2 .
  • the slit 23 has an elongated shape extending in the first direction x when viewed in the thickness direction z, and is located between the first convex portions 21 adjacent in the second direction y.
  • the first convex portions 21 adjacent in the second direction y are arranged to be shifted from each other in the second direction y. That is, the plurality of first convex portions 21 lined up in the second direction y are arranged in a zigzag shape when viewed in the thickness direction z.
  • the heat from the first semiconductor element 10A and the second semiconductor element 10B can be dissipated more quickly.
  • the plurality of first convex portions 21 lined up in the second direction y are arranged in a zigzag shape when viewed in the thickness direction z.
  • the heat dissipation member 2 of the present disclosure is not limited to a configuration having both a plurality of first convex portions 21 and a plurality of second convex portions 22, but a plurality of convex portions 21 and a second convex portion 22.
  • a configuration having the first convex portion 21 but not having the plurality of second convex portions 22 may be used.
  • Third embodiment 37 to 42 show a heat dissipation member of a semiconductor device according to a third embodiment of the present disclosure.
  • the heat dissipation member 2 of this embodiment includes a plurality of first convex portions 21.
  • the distance between the first standing portion 213 and the second standing portion 214 of the first convex portion 21 is smaller than in the above embodiment.
  • the distance between the first upright portion 213 and the second upright portion 214 is smaller than the thickness of each of the first upright portion 213 and the second upright portion 214, and the distance between the first convex portions 21 adjacent to each other in the first direction x. significantly smaller than.
  • the first tip portion 215 of this embodiment has a folded shape. That is, since the distance between the first upright portion 213 and the second upright portion 214 is significantly short, the dimension of the first tip portion 215 in the first direction x is significantly smaller than in the above-described embodiment.
  • the slit 23 is formed between the first convex portions 21 adjacent in the second direction y.
  • the heat from the first semiconductor element 10A and the second semiconductor element 10B can be dissipated more quickly.
  • the first convex portion 21 has a first upright portion 213, a second upright portion 214, and a first tip portion 215 that are U-shaped when viewed in the second direction y.
  • the present invention is not limited to this configuration, and the first upright portion 213 and the second upright portion 214 may have a flat shape in which they are very close to each other. Even with such a configuration, the cooling medium Cm flows through the space between the adjacent first convex portions 21, so that the heat dissipation efficiency can be improved.
  • the shape of the first tip portion 215 is not limited at all, and may be a flat shape, a folded shape, or a curved shape that bulges toward the z2 side in the thickness direction z.
  • Fourth embodiment 43 to 48 show a heat dissipation member of a semiconductor device according to a fourth embodiment of the present disclosure.
  • the heat dissipation member 2 of this embodiment includes a plurality of first convex portions 21.
  • the first tip portion 215 of the first convex portion 21 has a curved shape when viewed in the thickness direction z. Moreover, the first standing portion 213 and the second standing portion 214 have a curved surface shape.
  • the first tip portion 215 of a certain first convex portion 21 is such that the center portion in the second direction y is located on the x1 side in the first direction x than both end portions in the second direction y. It is curved to.
  • the first upright portion 213 and the second upright portion 214 have a central portion in the second direction y that is smaller than both end portions in the second direction y, when viewed in the thickness direction z. It has a curved surface shape that is curved so as to be located on the x1 side in one direction x.
  • first tip portion 215 of the other first convex portion 21 is curved such that the center portion in the second direction y is located on the x2 side in the first direction x than both end portions in the second direction y. ing.
  • first upright portion 213 and the second upright portion 214 have a central portion in the second direction y that is smaller than both end portions in the second direction y, when viewed in the thickness direction z. It has a curved surface shape that is curved so as to be located on the x2 side in one direction x.
  • the two types of first convex portions 21 described above are arranged alternately in the second direction y.
  • the first tip portions 215 of the plurality of first convex portions 21 lined up in the second direction y have a band shape meandering in the second direction y when viewed in the thickness direction z.
  • the plurality of first convex portions 21 lined up in the first direction x are curved to the same side.
  • the slit 23 is formed between the first convex portions 21 adjacent in the second direction y.
  • the heat from the first semiconductor element 10A and the second semiconductor element 10B can be dissipated more quickly.
  • the plurality of first convex portions 21 lined up in the second direction y constitute a meandering flow path in the second direction y.
  • the space located between the plurality of first convex portions 21 in the first direction x constitutes a meandering flow path in the second direction y. This also makes it possible to improve heat dissipation efficiency.
  • the first tip portion 215 is not limited to a rectangular shape having sides parallel to the second direction y, but may have a curved shape having curved sides.
  • the first upright portion 213 and the second upright portion 214 are not limited to a flat configuration, but may have a curved configuration.
  • a semiconductor device, a power conversion unit, and a method for manufacturing a semiconductor device according to the present disclosure are not limited to the embodiments described above.
  • the specific configurations of the semiconductor device, power conversion unit, and semiconductor device manufacturing method according to the present disclosure can be freely modified in various designs.
  • the present disclosure includes the embodiments described in the appendix below.
  • a semiconductor element a support substrate that supports the semiconductor element; A sealing resin that covers the semiconductor element and a part of the support substrate, The support substrate has a main surface facing the first side in the thickness direction and a back surface facing the second side and exposed from the sealing resin,
  • the semiconductor element is mounted on the main surface, further comprising a heat dissipation member disposed on the back surface,
  • the heat dissipation member includes a plurality of first convex elements each having a first base, a second base, a first raised part, a second raised part, and a first tip, The first base and the second base are spaced apart from each other in a first direction perpendicular to the thickness direction, and each is joined to the back surface,
  • the first tip portion is located between the first base portion and the second base portion in the first direction, and is located closer to the second side than the first base portion and the second base portion in the thickness direction.
  • the first standing portion is connected to the first base and the first tip
  • the second upright portion is connected to the second base and the first tip
  • the plurality of first convex elements are arranged in a matrix along a plane including the first direction, the thickness direction, and a second direction perpendicular to the first direction.
  • Appendix 2. The semiconductor device according to appendix 1, wherein the first upright portions of the two first convex elements adjacent in the second direction are spaced apart from each other.
  • Appendix 3 The semiconductor device according to appendix 2, wherein the second upright portions of the two first convex elements adjacent in the second direction are spaced apart from each other.
  • the heat dissipation member further includes a plurality of second convex elements each having a third base, a fourth base, a third upright part, a fourth upright part, and a second tip,
  • the third base portion is connected to the first tip portions of the two first convex elements adjacent in the second direction
  • the fourth base portion is connected to the first tip portions of the other two first convex elements adjacent in the second direction
  • the second tip portion is located between the third base portion and the fourth base portion in the first direction, and is located closer to the second side than the third base portion and the fourth base portion in the thickness direction.
  • the third upright portion is connected to the third base and the second tip,
  • the first tip portion has a curved shape when viewed in the thickness direction
  • the semiconductor device according to appendix 9, wherein the first standing portion and the second standing portion have a curved shape.
  • the heat dissipation member has a slit located between the first raised portion, the second raised portion, and the first tip of the first convex elements adjacent in the second direction.
  • Appendix 13. 13 The semiconductor device according to any one of appendices 1 to 12, wherein the first tip portion has a flat plate shape.
  • Appendix 14. 13 The semiconductor device according to any one of appendices 1 to 12, wherein the first tip portion has a folded shape. Appendix 15. 15. The semiconductor device according to any one of appendices 1 to 14, wherein the first base and the second base are joined to the back surface by welding. Appendix 16. A semiconductor device according to any one of Supplementary Notes 1 to 15; a cooling device disposed on the second side of the semiconductor device in the thickness direction; The cooling device is a power conversion unit that includes a casing that accommodates the heat radiating member and allows a cooling medium to flow. Appendix 17. The power conversion unit according to appendix 16, wherein the cooling medium flows in the second direction within the housing. Appendix 18.
  • the step of forming the heat dissipation member includes: A process of forming a plurality of cutting lines along a first direction that is orthogonal to the thickness direction of the metal plate material; By deforming a portion of the metal plate material sandwiched between the adjacent cutting lines in the thickness direction and a second direction orthogonal to the first direction into a shape protruding in the thickness direction, a plurality of 1.
  • a method of manufacturing a semiconductor device comprising: forming a convex portion. Appendix 19. 19. 19.

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Abstract

半導体装置は、第１半導体素子、第２半導体素子と、支持基板と、封止樹脂と、を備え、裏面に配置された放熱部材をさらに備える。前記放熱部材は、各々が第１基部、第２基部、第１起立部、第２起立部および第１先端部を有する複数の第１凸状要素を含む。前記複数の第１凸状要素は、第１方向および第２方向とが含まれる平面に沿ってマトリクス状に配置されている。

Description

半導体装置、電力変換ユニットおよび半導体装置の製造方法
　本開示は、半導体装置、電力変換ユニットおよび半導体装置の製造方法に関する。
　従来、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）やＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）などの電力用スイッチング素子を備える半導体装置が知られている。このような半導体装置は、産業機器から家電や情報端末、自動車用機器まであらゆる電子機器に搭載される。特許文献１には、従来の半導体装置（パワーモジュール）が開示されている。特許文献１に記載の半導体装置は、半導体素子、および、支持基板（セラミック基板）を備えている。半導体素子は、たとえばＳｉ（シリコン）製のＩＧＢＴである。支持基板は、半導体素子を支持する。支持基板は、絶縁性の基材と、基材の両面に積層された導体層とを含む。基材は、たとえばセラミックからなる。各導体層は、たとえばＣｕ（銅）からなり、一方の導体層には、半導体素子が接合される。半導体素子は、たとえば封止樹脂により覆われている。
特開２０２１－１９０５０５号公報
　パワーモジュールの動作時には、半導体素子が発熱する。パワーモジュールが適切に動作するには、半導体素子からの熱を外部に速やかに放熱することが好ましい。
　本開示は、従来より改良が施された半導体装置、電力変換ユニットおよび半導体装置の製造方法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、より速やかに放熱することが可能な半導体装置、電力変換ユニットおよび半導体装置の製造方法を提供することをその一の課題とする。
　本開示の第１の側面によって提供される半導体装置は、半導体素子と、前記半導体素子を支持する支持基板と、前記半導体素子と前記支持基板の一部とを覆う封止樹脂と、を備える。前記支持基板は、厚さ方向の第１側を向く主面と、第２側を向き且つ前記封止樹脂から露出した裏面を有する。前記半導体素子は、前記主面に搭載されており、前記裏面に配置された放熱部材をさらに備える。前記放熱部材は、各々が第１基部、第２基部、第１起立部、第２起立部および第１先端部を有する複数の第１凸状要素を含む。前記第１基部および前記第２基部は、前記厚さ方向と直交する第１方向に互いに離隔しており、且つ前記裏面に各々が接合されている。前記第１先端部は、前記第１方向において前記第１基部および前記第２基部の間に位置し、且つ前記厚さ方向において前記第１基部および前記第２基部よりも前記第２側に位置する。前記第１起立部は、前記第１基部と前記第１先端部とに繋がっている。前記第２起立部は、前記第２基部と前記第１先端部とに繋がっている。前記複数の第１凸状要素は、前記第１方向と前記厚さ方向および前記第１方向に直交する第２方向とが含まれる平面に沿ってマトリクス状に配置されている。
　本開示の第２の側面によって提供される電力変換ユニットは、本開示の第１の側面によって提供される半導体装置と、前記半導体装置の前記厚さ方向の前記第２側に配置された冷却装置と、を備える。前記冷却装置は、前記放熱部材を収容し且つ冷却媒体を流動させる筐体を有する。
　本開示の第３の側面によって提供される半導体装置の製造方法は、金属板材料を用いて放熱部材を形成する工程と、支持基板の裏面に前記放熱部材を配置する工程と、を備えている。前記放熱部材を形成する工程は、前記金属板材料の厚さ方向と直交する方向である第１方向に沿った複数の切断線を形成する処理と、前記金属板材料のうち前記厚さ方向および前記第１方向に直交する第２方向において隣り合う前記切断線に挟まれた部分を前記厚さ方向に突出した形状に変形させることにより、複数の第１凸状部を形成する処理と、を含む。
　上記構成によれば、半導体素子からの熱をより速やかに放熱することが可能である。
　本開示のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
図１は、本開示の第１実施形態に係る半導体装置を示す斜視図である。 図２は、本開示の第１実施形態に係る半導体装置を示す部分斜視図である。 図３は、本開示の第１実施形態に係る半導体装置を示す部分斜視図である。 図４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５は、本開示の第１実施形態に係る半導体装置を示す部分平面図である。 図６は、本開示の第１実施形態に係る半導体装置を示す部分側面図である。 図７は、本開示の第１実施形態に係る半導体装置を示す部分拡大平面図である。 図８は、本開示の第１実施形態に係る半導体装置を示す部分平面図である。 図９は、本開示の第１実施形態に係る半導体装置を示す部分平面図である。 図１０は、本開示の第１実施形態に係る半導体装置を示す側面図である。 図１１は、本開示の第１実施形態に係る半導体装置を示す底面図である。 図１２は、図５のＸＩＩ－ＸＩＩ線に沿う断面図である。 図１３は、図５のＸＩＩＩ－ＸＩＩＩ線に沿う断面図である。 図１４は、本開示の第１実施形態に係る半導体装置を示す部分拡大断面図である。 図１５は、本開示の第１実施形態に係る半導体装置を示す部分拡大断面図である。 図１６は、図５のＸＶＩ－ＸＶＩ線に沿う断面図である。 図１７は、図５のＸＶＩＩ－ＸＶＩＩ線に沿う断面図である。 図１８は、図５のＸＶＩＩＩ－ＸＶＩＩＩ線に沿う断面図である。 図１９は、図５のＸＩＸ－ＸＩＸ線に沿う断面図である。 図２０は、図５のＸＸ－ＸＸ線に沿う断面図である。 図２１は、本開示の第１実施形態に係る半導体装置の放熱部材を示す部分斜視図である。 図２２は、本開示の第１実施形態に係る半導体装置の放熱部材を示す部分平面図である。 図２３は、図２２のＸＸＩＩＩ－ＸＸＩＩＩ線に沿う部分断面図である。 図２４は、図２２のＸＸＩＶ－ＸＸＩＶ線に沿う部分断面図である。 図２５は、図２２のＸＸＶ－ＸＸＶ線に沿う部分断面図である。 図２６は、図２２のＸＸＶＩ－ＸＸＶＩ線に沿う部分断面図である。 図２７の（ａ）は、本開示の第１実施形態に係る半導体装置の放熱部材の部分正面図であり、（ｂ）は、金属板材料の部分断面図であり、（ｃ）は、金属板材料の部分平面図である。 図２８の（ａ）は、本開示の第１実施形態に係る半導体装置の放熱部材の部分斜視図であり、（ｂ）～（ｄ）は、接合平面を示す斜視図である。 図２９は、本開示の第１実施形態に係る電力変換ユニットを示す断面図である。 図３０は、本開示の第１実施形態に係る電力変換ユニットを示す断面図である。 図３１は、本開示の第２実施形態に係る半導体装置の放熱部材を示す部分斜視図である。 図３２は、本開示の第２実施形態に係る半導体装置の放熱部材を示す部分平面図である。 図３３は、図３２のＸＸＸＩＩＩ－ＸＸＸＩＩＩ線に沿う部分断面図である。 図３４は、図３２のＸＸＸＩＶ－ＸＸＸＩＶ線に沿う部分断面図である。 図３５は、図３２のＸＸＸＶ－ＸＸＸＶ線に沿う部分断面図である。 図３６は、図３２のＸＸＸＶＩ－ＸＸＸＶＩ線に沿う部分断面図である。 図３７は、本開示の第３実施形態に係る半導体装置の放熱部材を示す部分斜視図である。 図３８は、本開示の第３実施形態に係る半導体装置の放熱部材を示す部分平面図である。 図３９は、図３８のＸＸＸＩＸ－ＸＸＸＩＸ線に沿う部分断面図である。 図４０は、図３８のＸＬ－ＸＬ線に沿う部分断面図である。 図４１は、図３８のＸＬI－ＸＬI線に沿う部分断面図である。 図４２は、図３８のＸＬＩＩ－ＸＬＩＩ線に沿う部分断面図である。 図４３は、本開示の第３実施形態に係る半導体装置の放熱部材を示す部分斜視図である。 図４４は、本開示の第３実施形態に係る半導体装置の放熱部材を示す部分平面図である。 図４５は、図４４のＸＬＶ－ＸＬＶ線に沿う部分断面図である。 図４６は、図４４のＸＬＶＩ－ＸＬＶＩ線に沿う部分断面図である。 図４７は、図４４のＸＬＶＩＩ－ＸＬＶＩＩ線に沿う部分断面図である。 図４８は、図４４のＸＬＶＩＩＩ－ＸＬＶＩＩＩ線に沿う部分断面図である。
　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３０は、本開示の第１実施形態に係る半導体装置および電力変換ユニットを示している。本実施形態の半導体装置Ａ１は、複数の第１半導体素子１０Ａ、複数の第２半導体素子１０Ｂ、放熱部材２、支持基板３、第１端子４１、第２端子４２、複数の第３端子４３、第４端子４４、複数の制御端子４５、制御端子支持体４８、第１導通部材５、第２導通部材６および封止樹脂８を備えている。
　図１および図２は、半導体装置Ａ１を示す斜視図である。図３は、半導体装置Ａ１を示す部分斜視図である。図４は、半導体装置Ａ１を示す平面図である。図５は、半導体装置Ａ１を示す部分平面図である。図６は、半導体装置Ａ１を示す部分側面図である。図７は、半導体装置Ａ１を示す部分拡大平面図である。図８、図９は、半導体装置Ａ１を示す部分平面図である。図１０は、半導体装置Ａ１を示す側面図である。図１１は、半導体装置Ａ１を示す底面図である。図１２は、図５のＸＩＩ－ＸＩＩ線に沿う断面図である。図１３は、図５のＸＩＩＩ－ＸＩＩＩ線に沿う断面図である。図１４、図１５は、半導体装置Ａ１を示す部分拡大断面図である。図１６は、図５のＸＶＩ－ＸＶＩ線に沿う断面図である。図１７は、図５のＸＶＩＩ－ＸＶＩＩ線に沿う断面図である。図１８は、図５のＸＶＩＩＩ－ＸＶＩＩＩ線に沿う断面図である。図１９は、図５のＸＸ－ＸＸ線に沿う断面図である。図２０は、図５のＸＸＩ－ＸＸＩ線に沿う断面図である。図２１は、半導体装置Ａ１の放熱部材２を示す部分斜視図である。図２２は、半導体装置Ａ１の放熱部材２を示す部分平面図である。図２３は、図２２のＸＸＩＩＩ－ＸＸＩＩＩ線に沿う部分断面図である。図２４は、図２２のＸＸＩＶ－ＸＸＩＶ線に沿う部分断面図である。図２５は、図２２のＸＸＩＶ－ＸＸＩＶ線に沿う部分断面図である。図２６は、図２２のＸＸＶＩ－ＸＸＶＩ線に沿う部分断面図である。図２７の（ａ）は、半導体装置Ａ１の放熱部材２の部分正面図であり、（ｂ）は、金属板材料の部分断面図であり、（ｃ）は、金属板材料の部分平面図である。図２８の（ａ）は、半導体装置Ａ１の放熱部材２の部分斜視図であり、（ｂ）～（ｄ）は、接合平面を示す斜視図である。図２９および図３０は、電力変換ユニットＢ１を示す断面図である。
　これらの図において、第１方向ｘの一方側を第１方向ｘのｘ１側、第１方向ｘの他方側を第１方向ｘのｘ２側と称する。また、第２方向ｙの一方側を第２方向ｙのｙ１側、第２方向ｙの他方側を第２方向ｙのｙ２側と称する。また、厚さ方向ｚの一方側を厚さ方向ｚのｚ１側、厚さ方向ｚの他方側を厚さ方向ｚのｚ２側と称する。
　第１半導体素子１０Ａ、第２半導体素子１０Ｂ：
　複数の第１半導体素子１０Ａおよび複数の第２半導体素子１０Ｂはそれぞれ、半導体装置Ａ１の機能中枢となる電子部品である。各第１半導体素子１０Ａおよび各第２半導体素子１０Ｂの構成材料は、たとえばＳｉＣ（炭化ケイ素）を主とする半導体材料である。この半導体材料は、ＳｉＣに限定されず、Ｓｉ（シリコン）、ＧａＮ（窒化ガリウム）あるいはＣ（ダイヤモンド）などであってもよい。各第１半導体素子１０Ａおよび各第２半導体素子１０Ｂは、たとえば、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）などのスイッチング機能を有するパワー半導体チップである。本実施形態においては、第１半導体素子１０Ａおよび第２半導体素子１０ＢがＭＯＳＦＥＴである場合を示すが、これに限定されず、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor；絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）などの他のトランジスタであってもよい。各第１半導体素子１０Ａおよび各第２半導体素子１０Ｂは、いずれも同一素子である。各第１半導体素子１０Ａおよび各第２半導体素子１０Ｂは、たとえばｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴであるが、ｐチャネル型のＭＯＳＦＥＴであってもよい。
　第１半導体素子１０Ａおよび第２半導体素子１０Ｂはそれぞれ、図１４、図１５に示すように、素子主面１０１および素子裏面１０２を有する。各第１半導体素子１０Ａおよび各第２半導体素子１０Ｂにおいて、素子主面１０１と素子裏面１０２とは厚さ方向ｚに離隔する。素子主面１０１は、厚さ方向ｚのｚ１側を向き、素子裏面１０２は、厚さ方向ｚのｚ２側を向く。
　本実施形態では、半導体装置Ａ１は、４つの第１半導体素子１０Ａと４つの第２半導体素子１０Ｂとを備えているが、第１半導体素子１０Ａの数および第２半導体素子１０Ｂの数は、本構成に限定されず、半導体装置Ａ１に要求される性能に応じて適宜変更される。図８、図９の例では、第１半導体素子１０Ａおよび第２半導体素子１０Ｂがそれぞれ４個ずつ配置される。第１半導体素子１０Ａおよび第２半導体素子１０Ｂの数は、それぞれ２個または３個でもよく、それぞれ５個以上でもよい。第１半導体素子１０Ａの数と第２半導体素子１０Ｂの数とは、等しくてもよく、異なってもよい。第１半導体素子１０Ａおよび第２半導体素子１０Ｂの数は、半導体装置Ａ１が取り扱う電流容量によって決定される。
　半導体装置Ａ１は、たとえばハーフブリッジ型のスイッチング回路として構成される。この場合、複数の第１半導体素子１０Ａは、半導体装置Ａ１の上アーム回路を構成し、複数の第２半導体素子１０Ｂは、下アーム回路を構成する。上アーム回路において、複数の第１半導体素子１０Ａは互いに並列に接続され、下アーム回路において、複数の第２半導体素子１０Ｂは互いに並列に接続される。各第１半導体素子１０Ａと各第２半導体素子１０Ｂとは、直列に接続され、ブリッジ層を構成する。
　複数の第１半導体素子１０Ａはそれぞれ、図８、図９および図１９などに示すように、後述の支持基板３の第１導電部３２Ａに搭載されている。図８、図９に示す例では、複数の第１半導体素子１０Ａは、たとえば第２方向ｙに並んでおり、互いに離隔している。各第１半導体素子１０Ａは、第１導電性接合材１９Ａを介して、第１導電部３２Ａに導通接合されている。各第１半導体素子１０Ａは、第１導電部３２Ａに接合された際、素子裏面１０２が第１導電部３２Ａに対向する。なお、本実施形態とは異なり、複数の第１半導体素子１０Ａは、ＤＢＣ基板等の一部とは異なる金属部材に搭載されていてもよい。この場合、当該金属部材が本開示における第１導電部に相当する。この金属部材は、たとえば第１導電部３２Ａに支持されていてもよい。
　複数の第２半導体素子１０Ｂはそれぞれ、図８、図９および図１８などに示すように、後述の支持基板３の第２導電部３２Ｂに搭載されている。図８、図９に示す例では、複数の第２半導体素子１０Ｂは、たとえば第２方向ｙに並んでおり、互いに離隔している。各第２半導体素子１０Ｂは、第２導電性接合材１９Ｂを介して、第２導電部３２Ｂに導通接合されている。各第２半導体素子１０Ｂは、第２導電部３２Ｂに接合された際、素子裏面１０２が第２導電部３２Ｂに対向する。図９から理解されるように、第１方向ｘに見て、複数の第１半導体素子１０Ａと複数の第２半導体素子１０Ｂとは、重なっているが、重なっていなくてもよい。なお、本実施形態とは異なり、複数の第２半導体素子１０Ｂは、ＤＢＣ基板等の一部とは異なる金属部材に搭載されていてもよい。この場合、当該金属部材が本開示における第２導電部に相当する。この金属部材は、たとえば第２導電部３２Ｂに支持されていてもよい。
　複数の第１半導体素子１０Ａおよび複数の第２半導体素子１０Ｂはそれぞれ、第１主面電極１１、第２主面電極１２、第３主面電極１３および裏面電極１５を有する。以下で説明する第１主面電極１１、第２主面電極１２、第３主面電極１３および裏面電極１５の構成は、各第１半導体素子１０Ａおよび各第２半導体素子１０Ｂにおいて共通する。第１主面電極１１、第２主面電極１２および第３主面電極１３は、素子主面１０１に設けられている。第１主面電極１１、第２主面電極１２および第３主面電極１３は、図示しない絶縁膜により絶縁されている。裏面電極１５は、素子裏面１０２に設けられている。
　第１主面電極１１は、たとえばゲート電極であって、第１半導体素子１０Ａ（第２半導体素子１０Ｂ）を駆動させるための駆動信号（たとえばゲート電圧）が入力される。第１半導体素子１０Ａ（第２半導体素子１０Ｂ）において、第２主面電極１２は、たとえばソース電極であって、ソース電流が流れる。本実施形態の第２主面電極１２は、ゲートフィンガー１２１を有する。ゲートフィンガー１２１は、たとえば第１方向ｘに延びる線状の絶縁体からなり、第２主面電極１２を第２方向ｙに２分割している。第３主面電極１３は、たとえばソースセンス電極であって、ソース電流が流れる。裏面電極１５は、たとえばドレイン電極であって、ドレイン電流が流れる。裏面電極１５は、素子裏面１０２の略全域を覆っている。裏面電極１５は、たとえばＡｇ（銀）めっきにより構成される。
　各第１半導体素子１０Ａ（各第２半導体素子１０Ｂ）は、第１主面電極１１（ゲート電極）に駆動信号（ゲート電圧）が入力されると、この駆動信号に応じて、導通状態と遮断状態とが切り替わる。導通状態では、裏面電極１５（ドレイン電極）から第２主面電極１２（ソース電極）に電流が流れ、遮断状態では、この電流が流れない。つまり、各第１半導体素子１０Ａ（各第２半導体素子１０Ｂ）は、スイッチング動作を行う。半導体装置Ａ１は、複数の第１半導体素子１０Ａおよび複数の第２半導体素子１０Ｂのスイッチング機能により、１つの第４端子４４と２つの第１端子４１および第２端子４２との間に入力される直流電圧をたとえば交流電圧に変換して、第３端子４３から交流電圧を出力する。
　半導体装置Ａ１では、図５、図８、図９などに示すように、サーミスタ１７を備える。サーミスタ１７は、温度検出用センサとして用いられる。なお、サーミスタ１７の他に、たとえば感温ダイオード等を備える構成であってもよいし、サーミスタ１７等を備えない構成であってもよい。
　支持基板３：
　支持基板３は、複数の第１半導体素子１０Ａおよび複数の第２半導体素子１０Ｂを支持する。支持基板３の具体的構成は何ら限定されず、たとえばＤＢＣ（Direct Bonded Copper）基板またはＡＭＢ（Active Metal Brazing）基板で構成される。支持基板３は、絶縁層３１、第１金属層３２および裏面金属層３３を含む。第１金属層３２は、第１導電部３２Ａおよび第２導電部３２Ｂを含む。支持基板３の厚さ方向ｚの寸法は、たとえば０．４ｍｍ以上３．０ｍｍ以下である。
　絶縁層３１は、たとえば熱伝導性の優れたセラミックスである。このようなセラミックスとしては、たとえばＳｉＮ（窒化ケイ素）がある。絶縁層３１は、セラミックスに限定されず、絶縁樹脂シートなどであってもよい。絶縁層３１は、たとえば平面視矩形状である。絶縁層３１の厚さ方向ｚの寸法は、たとえば０．０５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下である。
　第１導電部３２Ａは、複数の第１半導体素子１０Ａを支持し、第２導電部３２Ｂは、複数の第２半導体素子１０Ｂを支持する。第１導電部３２Ａおよび第２導電部３２Ｂは、絶縁層３１の上面（厚さ方向ｚのｚ１側を向く面）に形成されている。第１導電部３２Ａおよび第２導電部３２Ｂの構成材料は、たとえばＣｕ（銅）を含む。当該構成材料はＣｕ（銅）以外のたとえばＡｌ（アルミニウム）を含んでいてもよい。第１導電部３２Ａおよび第２導電部３２Ｂは、第１方向ｘに離隔する。第１導電部３２Ａは、第２導電部３２Ｂの第１方向ｘのｘ１側に位置する。第１導電部３２Ａおよび第２導電部３２Ｂはそれぞれ、たとえば平面視矩形状である。第１導電部３２Ａおよび第２導電部３２Ｂは、第１導通部材５および第２導通部材６とともに、複数の第１半導体素子１０Ａおよび複数の第２半導体素子１０Ｂによってスイッチングされる主回路電流の経路を構成する。
　第１導電部３２Ａは、第１主面３０１Ａを有する。第１主面３０１Ａは、厚さ方向ｚのｚ１側を向く平面である。第１導電部３２Ａの第１主面３０１Ａには、第１導電性接合材１９Ａを介して複数の第１半導体素子１０Ａがそれぞれ接合されている。第２導電部３２Ｂは、第２主面３０１Ｂを有する。第２主面３０１Ｂは、厚さ方向ｚのｚ１側を向く平面である。第２導電部３２Ｂの第２主面３０１Ｂには、第２導電性接合材１９Ｂを介して複数の第２半導体素子１０Ｂが接合されている。第１導電性接合材１９Ａおよび第２導電性接合材１９Ｂの構成材料は特に限定されず、たとえば、はんだ、Ａｇ（銀）等の金属を含む金属ペースト材、あるいは、Ａｇ（銀）等の金属を含む焼結金属などである。第１導電部３２Ａおよび第２導電部３２Ｂの厚さ方向ｚの寸法は、たとえば０．１ｍｍ以上１．５ｍｍ以下である。
　裏面金属層３３は、絶縁層３１の下面（厚さ方向ｚのｚ２側を向く面）に形成されている。裏面金属層３３の構成材料は、第１金属層３２の構成材料と同じである。裏面金属層３３は、裏面３０２を有する。裏面３０２は、厚さ方向ｚのｚ２側を向く平面である。裏面３０２は、封止樹脂８から露出する。裏面金属層３３は、平面視において、第１導電部３２Ａおよび第２導電部３２Ｂの双方に重なる。
　放熱部材２：
　放熱部材２は、図２、図６、図１０～図１３および図１６～図２６に示すように、支持基板３の裏面金属層３３の裏面３０２に配置されている。放熱部材２は、複数の第１凸状部２１を含む。また、本実施形態の放熱部材２は、複数の第２凸状部２２をさらに含む。なお、図２１～図２６は、説明の便宜上、放熱部材２の一部分を示している。放熱部材２の材質は何ら限定されず、たとえば金属板材料を用いて形成されている。当該金属板材料は、たとえばＣｕ（銅）、Ａｌ（アルミニウム）、ステンレス等の金属、またはこれらの合金等を含む。
　複数の第１凸状部２１は、各々が、厚さ方向ｚのｚ２側に突出した形状である。複数の第１凸状部２１は、第１方向ｘおよび第２方向ｙが含まれる平面に沿ってマトリクス状に配置されている。本開示におけるマトリクス状の配置とは、第１方向ｘおよび第２方向ｙのそれぞれに沿って格子状に配置される態様、いわゆる千鳥状に配置される態様、などを含み、当該平面に沿って一定の規則性を持って配置される態様をいう。
　複数の第２凸状部２２は、各々が厚さ方向ｚのｚ２側に突出した形状である。複数の第２凸状部２２は、第１方向ｘおよび第２方向ｙが含まれる平面に沿ってマトリクス状に配置されている。第２凸状部２２のマトリクス状の配置についても、第１凸状部２１のマトリクス状の配置と同様の概念である。
　第１凸状部２１は、第１基部２１１、第２基部２１２、第１起立部２１３、第２起立部２１４および第１先端部２１５を有する。
　第１基部２１１および第２基部２１２は、ｘ方向に互いに離隔している。本実施形態においては、第１方向ｘにおいて隣り合う第１凸状部２１の第１基部２１１と第２基部２１２とが互いに繋がっており、一体的な部位を構成している。第１基部２１１および第２基部２１２の形状は、何ら限定されず、本実施形態においては、厚さ方向ｚに視て第２方向ｙを長手方向とする長矩形状である。
　第１基部２１１および第２基部２１２は、各々が裏面３０２に接合されている。第１基部２１１および第２基部２１２を接合する手法は、何ら限定されず、レーザ溶接等の溶接手法、接着剤またははんだ等の接合層を用いた手法、超音波接合または固相拡散接合等の手法、などを適宜選択可能である。本実施形態においては、第１基部２１１および第２基部２１２は、レーザ溶接によって裏面３０２に接合されている。この結果、第１基部２１１および第２基部２１２と裏面３０２（裏面金属層３３）との一部ずつによって、複数の溶接部Ｍが形成されている。図示された例においては、１つの第１基部２１１と１つの第２基部２１２とが繋がった部分に、２つの溶接部Ｍが形成されている。２つの溶接部Ｍは、第２方向ｙに並んでいる。
　第１先端部２１５は、第１方向ｘにおいて第１基部２１１および第２基部２１２の間に位置している。また、第１先端部２１５は、厚さ方向ｚにおいて第１基部２１１および第２基部２１２よりもｚ２側に位置している。本実施形態の第１先端部２１５は、平板状である。第１先端部２１５の形状は、何ら限定されず、厚さ方向ｚに視て第２方向ｙを長手方向とする長矩形状である。
　第１起立部２１３は、第１基部２１１と第１先端部２１５とに繋がっている。より具体的には、第１起立部２１３は、第１基部２１１の第１方向ｘのｘ２側の端縁と、第１先端部２１５の第１方向ｘのｘ１側の端縁とに繋がっている。第１起立部２１３の形状は、何ら限定されず、本実施形態においては、第１方向ｘに視て矩形状である。
　第２起立部２１４は、第２基部２１２と第１先端部２１５とに繋がっている。より具体的には、第２起立部２１４は、第２基部２１２の第１方向ｘのｘ１側の端縁と、第１先端部２１５の第１方向ｘのｘ２側の端縁とに繋がっている。第２起立部２１４の形状は、何ら限定されず、本実施形態においては、第１方向ｘに視て矩形状である。
　第１凸状部２１の各部の大きさは、何ら限定されない。本実施形態においては、第１凸状部２１の厚さ方向ｚの大きさは、第１起立部２１３と第２起立部２１４との第１方向ｘにおける距離よりも大きい。
　第２凸状部２２は、第３基部２２１、第４基部２２２、第３起立部２２３、第４起立部２２４および第２先端部２２５を有する。
　第３基部２２１および第４基部２２２は、ｘ方向に互いに離隔している。本実施形態においては、第１方向ｘにおいて隣り合う第２凸状部２２の第３基部２２１と第４基部２２２とが互いに繋がっており、一体的な部位を構成している。第３基部２２１および第４基部２２２の形状は、何ら限定されず、本実施形態においては、厚さ方向ｚに視て第２方向ｙを長手方向とする長矩形状である。
　第３基部２２１および第４基部２２２は、第１凸状部２１の第１先端部２１５に繋がっている。より具体的には、第３基部２２１および第４基部２２２は、第２方向ｙにおいて隣り合う第１凸状部２１の第１先端部２１５の間に位置しており、これらの第１先端部２１５に繋がっている。第３基部２２１および第４基部２２２の厚さ方向ｚの位置は、第１先端部２１５と同じ（あるいは略同じ）である。すなわち、本実施形態においては、複数の第２凸状部２２の第３基部２２１および第４基部２２２と複数の第１凸状部２１の第１先端部２１５とが、第２方向ｙに延びる帯状部分を構成するように繋がっている。
　第２先端部２２５は、第１方向ｘにおいて第３基部２２１および第４基部２２２の間に位置している。また、第２先端部２２５は、厚さ方向ｚにおいて第３基部２２１および第４基部２２２よりもｚ２側に位置している。本実施形態の第２先端部２２５は、平板状である。第２先端部２２５の形状は、何ら限定されず、厚さ方向ｚに視て第２方向ｙを長手方向とする長矩形状である。第２先端部２２５は、厚さ方向ｚに視て、第２方向ｙに隣り合う第１凸状部２１の第１基部２１１および第２基部２１２の間に位置している。
　第３起立部２２３は、第３基部２２１と第２先端部２２５とに繋がっている。より具体的には、第３起立部２２３は、第３基部２２１の第１方向ｘのｘ２側の端縁と、第２先端部２２５の第１方向ｘのｘ１側の端縁とに繋がっている。第３起立部２２３の形状は、何ら限定されず、本実施形態においては、第１方向ｘに視て矩形状である。
　第４起立部２２４は、第４基部２２２と第２先端部２２５とに繋がっている。より具体的には、第４起立部２２４は、第４基部２２２の第１方向ｘのｘ１側の端縁と、第２先端部２２５の第１方向ｘのｘ２側の端縁とに繋がっている。第４起立部２２４の形状は、何ら限定されず、本実施形態においては、第１方向ｘに視て矩形状である。
　第２凸状部２２の各部の大きさは、何ら限定されない。本実施形態においては、第２凸状部２２の厚さ方向ｚの大きさは、第３起立部２２３と第４起立部２２４との第１方向ｘにおける距離よりも大きい。また、本実施形態においては、第２凸状部２２の厚さ方向ｚの大きさは、第１凸状部２１の厚さ方向ｚの大きさと同じ（あるいは略同じ）である。ただし、第１凸状部２１の厚さ方向ｚの大きさと、第２凸状部２２の厚さ方向ｚの大きさとは、互いに異なっていてもよい。
　図２７は、半導体装置Ａ１の製造方法の一例における、放熱部材２を形成する工程を示している。同図（ａ）は、放熱部材２の一部を示しており、同図（ｂ），（ｃ）は、同図（ａ）に示す放熱部材２の部分の形成に用いられる金属板材料２０を示している。同図（ｃ）は、金属板材料２０の平面図である。金属板材料２０には、複数の切断線２０１が形成されている。同図（ｂ）は、切断線２０１を含むｚｘ断面図である。
　切断線２０１は、金属板材料２０を厚さ方向ｚに貫通している。切断線２０１は、第１方向ｘに延びており、本実施形態においては直線状である。複数の切断線２０１は、ｘｙ平面に沿ってマトリクス状に配置されている。
　金属板材料２０のうち第１方向ｘに隣り合う切断線２０１の間に位置する領域は、第１先端部２１５または第３基部２２１および第４基部２２２となる領域である。金属板材料２０のうち第２方向ｙに隣り合う切断線２０１の間に位置する領域は、第１基部２１１、第２基部２１２、第１起立部２１３および第２起立部２１４となる領域、または第３起立部２２３、第４起立部２２４および第２先端部２２５となる領域、である。
　金属板材料２０のうち第１基部２１１、第２基部２１２、第１起立部２１３および第２起立部２１４となる領域に折り曲げ加工を施し、厚さ方向ｚのｚ１側に突出させることにより、複数の第１凸状部２１が形成される。また、金属板材料２０のうち第３起立部２２３、第４起立部２２４および第２先端部２２５となる領域に折り曲げ加工を施し、厚さ方向ｚのｚ２側に突出させることにより、複数の第２凸状部２２が形成される。この折り曲げ加工により、同図（ｂ）に示す金属板材料２０が同図（ａ）に示す放熱部材２となる。同図（ａ），（ｂ）から理解されるように、金属板材料２０に折り曲げ加工を施すと、第１方向ｘに縮小して放熱部材２となる。すなわち、放熱部材２の第１方向ｘの大きさは、折り曲げ加工を施す前の金属板材料２０の第１方向ｘの大きさよりも小さい。
　放熱部材２を形成した後は、支持基板３の裏面３０２に放熱部材２を配置する工程を行う。この工程では、たとえば、レーザ溶接を用いて、放熱部材２の複数の第１基部２１１および第２基部２１２を裏面３０２に接合する。これにより、放熱部材２と裏面３０２との間には、接合層等が存在せず、放熱部材２と裏面３０２とが直接接する構造となる。
　第１端子４１、第２端子４２、第３端子４３、第４端子４４：
　第１端子４１、第２端子４２、複数の第３端子４３、および第４端子４４はそれぞれ、板状の金属板からなる。この金属板は、たとえばＣｕ（銅）またはＣｕ（銅）合金を含む。図１～図５、図８、図９および図１１に示す例では、半導体装置Ａ１は、１つずつの第１端子４１、第２端子４２および第４端子４４と、２つの第３端子４３とを備えているが、各端子の個数は何ら限定されない。
　第１端子４１、第２端子４２および第４端子４４には、電力変換対象となる直流電圧が入力される。第４端子４４は正極（Ｐ端子）であり、第１端子４１および第２端子４２はそれぞれ負極（Ｎ端子）である。複数の第３端子４３から、第１半導体素子１０Ａおよび第２半導体素子１０Ｂにより電力変換された交流電圧が出力される。第１端子４１、第２端子４２、複数の第３端子４３、および第４端子４４はそれぞれ、封止樹脂８に覆われた部分と封止樹脂８から露出した部分とを含む。
　第４端子４４は、図１３に示すように、第１導電部３２Ａに導通接合されている。導通接合の手法は何ら限定されず、超音波接合、レーザ接合、溶接等の手法、あるいははんだ、金属ペースト、銀焼結体等を用いた手法、等が適宜採用される。第４端子４４は、図８、図９などに示すように、複数の第１半導体素子１０Ａおよび第１導電部３２Ａに対して、第１方向ｘのｘ１側に位置する。第４端子４４は、第１導電部３２Ａに導通し、かつ、第１導電部３２Ａを介して、各第１半導体素子１０Ａの裏面電極１５（ドレイン電極）に導通する。
　第１端子４１と第２端子４２とは、第２導通部材６に導通している。本実施形態においては、第１端子４１と第２導通部材６とは、一体的に形成されている。第１端子４１と第２導通部材６とが一体的に形成されているとは、たとえば単一の金属板材料に対して切断加工および折り曲げ加工等を施すことによって形成されており、互いを接合するための接合材等を含まない構成をいう。また、本実施形態においては、第２端子４２と第２導通部材６とは、一体的に形成されている。なお、第１端子４１および第２端子４２は、第２導通部材６と導通する構成であればよく、本実施形態とは異なり、互いを接合する接合部を有する構成であってもよい。第１端子４１および第２端子４２はそれぞれ、図５、図８などに示すように、複数の第１半導体素子１０Ａおよび第１導電部３２Ａに対して、第１方向ｘのｘ１側に位置する。第１端子４１および第２端子４２はそれぞれ、第２導通部材６に導通し、かつ、第２導通部材６を介して、各第２半導体素子１０Ｂの第２主面電極１２（ソース電極）に導通する。
　図１～図５および図１１などに示すように、第１端子４１、第２端子４２および第４端子４４はそれぞれ、半導体装置Ａ１において、封止樹脂８から第１方向ｘのｘ１側に突き出ている。第１端子４１、第２端子４２および第４端子４４は、互いに離隔している。第１端子４１および第２端子４２は、第２方向ｙにおいて第４端子４４を挟んで互いに反対側に位置する。第１端子４１は、第４端子４４の第２方向ｙのｙ１側に位置し、第２端子４２は、第４端子４４の第２方向ｙのｙ２側に位置する。第１端子４１、第２端子４２および第４端子４４は、第２方向ｙに視て互いに重なる。
　２つの第３端子４３はそれぞれ、図８、図９および図１２から理解されるように、第２導電部３２Ｂに導通接合されている。導通接合の手法は何ら限定されず、超音波接合、レーザ接合、溶接等の手法、あるいははんだ、金属ペースト、銀焼結体等を用いた手法、等が適宜採用される。２つの第３端子４３はそれぞれ、図８などに示すように、複数の第２半導体素子１０Ｂおよび第２導電部３２Ｂに対して、第１方向ｘのｘ２側に位置する。各第３端子４３は、第２導電部３２Ｂに導通し、かつ、第２導電部３２Ｂを介して、各第２半導体素子１０Ｂの裏面電極１５（ドレイン電極）に導通する。なお、第３端子４３の数は、２つに限定されず、たとえば１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。たとえば、第３端子４３が１つである場合、第２導電部３２Ｂの第２方向ｙにおける中央部分につながっていることが望ましい。
　複数の制御端子４５はそれぞれ、各第１半導体素子１０Ａおよび各第２半導体素子１０Ｂを制御するためのピン状の端子である。複数の制御端子４５は、複数の第１制御端子４６Ａ～４６Ｅおよび複数の第２制御端子４７Ａ～４７Ｄを含む。複数の第１制御端子４６Ａ～４６Ｅは、各第１半導体素子１０Ａの制御などに用いられる。複数の第２制御端子４７Ａ～４７Ｄは、各第２半導体素子１０Ｂの制御などに用いられる。
　第１制御端子４６Ａ～４６Ｅ：
　複数の第１制御端子４６Ａ～４６Ｅは、第２方向ｙに間隔を隔てて配置されている。各第１制御端子４６Ａ～４６Ｅは、図８、図１３および図２０などに示すように、制御端子支持体４８（後述の第１支持部４８Ａ）を介して、第１導電部３２Ａに支持される。各第１制御端子４６Ａ～４６Ｅは、図５および図８に示すように、第１方向ｘにおいて、複数の第１半導体素子１０Ａと、第１端子４１、第２端子４２および第４端子４４との間に位置する。
　第１制御端子４６Ａは、複数の第１半導体素子１０Ａの駆動信号入力用の端子（ゲート端子）である。第１制御端子４６Ａには、複数の第１半導体素子１０Ａを駆動させるための駆動信号が入力される（たとえばゲート電圧が印加される）。
　第１制御端子４６Ｂは、複数の第１半導体素子１０Ａのソース信号検出用の端子（ソースセンス端子）である。第１制御端子４６Ｂから、複数の第１半導体素子１０Ａの各第２主面電極１２（ソース電極）に印加される電圧（ソース電流に対応した電圧）が検出される。
　第１制御端子４６Ｃおよび第１制御端子４６Ｄは、サーミスタ１７に導通する端子である。
　第１制御端子４６Ｅは、複数の第１半導体素子１０Ａのドレイン信号検出用の端子（ドレインセンス端子）である。第１制御端子４６Ｅから、複数の第１半導体素子１０Ａの各裏面電極１５（ドレイン電極）に印加される電圧（ドレイン電流に対応した電圧）が検出される。
　複数の第２制御端子４７Ａ～４７Ｄは、第２方向ｙに間隔を隔てて配置されている。各第２制御端子４７Ａ～４７Ｄは、図８および図１３などに示すように、制御端子支持体４８（後述の第２支持部４８Ｂ）を介して、第２導電部３２Ｂに支持される。各第２制御端子４７Ａ～４７Ｄは、図５および図８に示すように、第１方向ｘにおいて、複数の第２半導体素子１０Ｂと２つの第３端子４３との間に位置する。
　第２制御端子４７Ａは、複数の第２半導体素子１０Ｂの駆動信号入力用の端子（ゲート端子）である。第２制御端子４７Ａには、複数の第２半導体素子１０Ｂを駆動させるための駆動信号が入力される（たとえばゲート電圧が印加される）。第２制御端子４７Ｂは、複数の第２半導体素子１０Ｂのソース信号検出用の端子（ソースセンス端子）である。第２制御端子４７Ｂから、複数の第２半導体素子１０Ｂの各第２主面電極１２（ソース電極）に印加される電圧（ソース電流に対応した電圧）が検出される。第２制御端子４７Ｃおよび第２制御端子４７Ｄは、サーミスタ１７に導通する端子である。
　複数の制御端子４５（複数の第１制御端子４６Ａ～４６Ｅおよび複数の第２制御端子４７Ａ～４７Ｄ）はそれぞれ、ホルダ４５１および金属ピン４５２を含む。
　ホルダ４５１は、導電性材料からなる。ホルダ４５１は、図１４、図１５に示すように、導電性接合材４５９を介して、制御端子支持体４８（後述の第１金属層４８２）に接合されている。ホルダ４５１は、筒状部、上端鍔部および下端鍔部を含む。上端鍔部は、筒状部の上方につながり、下端鍔部は、筒状部の下方につながる。ホルダ４５１のうちの少なくとも上端鍔部および筒状部に、金属ピン４５２が挿通されている。ホルダ４５１は、封止樹脂８（後述の第２突出部８５２）に覆われている。
　金属ピン４５２は、厚さ方向ｚに延びる棒状部材である。金属ピン４５２は、ホルダ４５１に圧入されることで支持されている。金属ピン４５２は、少なくともホルダ４５１を介して、制御端子支持体４８（後述の第１金属層４８２）に導通する。図１４、図１５に示す例のように、金属ピン４５２の下端（厚さ方向ｚのｚ２側の端部）がホルダ４５１の挿通孔内で導電性接合材４５９に接している場合には、金属ピン４５２は、導電性接合材４５９を介して、制御端子支持体４８に導通する。
　制御端子支持体４８：
　制御端子支持体４８は、複数の制御端子４５を支持する。制御端子支持体４８は、厚さ方向ｚにおいて、第１主面３０１Ａおよび第２主面３０１Ｂと複数の制御端子４５との間に介在する。
　制御端子支持体４８は、第１支持部４８Ａおよび第２支持部４８Ｂを含む。第１支持部４８Ａは、第１導電部３２Ａ上に配置され、複数の制御端子４５のうちの複数の第１制御端子４６Ａ～４６Ｅを支持する。第１支持部４８Ａは、図１４に示すように、接合材４９を介して、第１導電部３２Ａに接合されている。接合材４９は、導電性でも絶縁性でもよいが、たとえばはんだが用いられる。第２支持部４８Ｂは、第２導電部３２Ｂ上に配置され、複数の制御端子４５のうちの複数の第２制御端子４７Ａ～４７Ｄを支持する。第２支持部４８Ｂは、図１５に示すように、接合材４９を介して、第２導電部３２Ｂに接合されている。
　制御端子支持体４８（第１支持部４８Ａおよび第２支持部４８Ｂのそれぞれ）は、たとえばＤＢＣ（Direct Bonded Copper）基板で構成される。制御端子支持体４８は、互いに積層された絶縁層４８１、第１金属層４８２および第２金属層４８３を有する。
　絶縁層４８１は、たとえばセラミックスからなる。絶縁層４８１は、たとえば平面視矩形状である。
　第１金属層４８２は、図１４、図１５などに示すように、絶縁層４８１の上面に形成されている。各制御端子４５は、第１金属層４８２上に立設されている。第１金属層４８２は、たとえばＣｕ（銅）またはＣｕ（銅）合金を含む。図８などに示すように、第１金属層４８２は、第１部分４８２Ａ、第２部分４８２Ｂ、第３部分４８２Ｃ、第４部分４８２Ｄ、第５部分４８２Ｅおよび第６部分４８２Ｆを含む。第１部分４８２Ａ、第２部分４８２Ｂ、第３部分４８２Ｃ、第４部分４８２Ｄ、第５部分４８２Ｅおよび第６部分４８２Ｆは、互いに離隔し、絶縁されている。
　第１部分４８２Ａは、複数のワイヤ７１が接合され、各ワイヤ７１を介して、各第１半導体素子１０Ａ（各第２半導体素子１０Ｂ）の第１主面電極１１（ゲート電極）に導通する。第１部分４８２Ａと第６部分４８２Ｆとは、複数のワイヤ７３が接続されている。これにより、第６部分４８２Ｆは、ワイヤ７３およびワイヤ７１を介して、各第１半導体素子１０Ａ（各第２半導体素子１０Ｂ）の第１主面電極１１（ゲート電極）に導通する。図８に示すように、第１支持部４８Ａの第６部分４８２Ｆには、第１制御端子４６Ａが接合されており、第２支持部４８Ｂの第６部分４８２Ｆには、第２制御端子４７Ａが接合されている。
　第２部分４８２Ｂは、複数のワイヤ７２が接合され、各ワイヤ７２を介して、各第１半導体素子１０Ａ（各第２半導体素子１０Ｂ）の第３主面電極１３（ソースセンス電極）に導通する。図８に示すように、第１支持部４８Ａの第２部分４８２Ｂには、第１制御端子４６Ｂが接合されており、第２支持部４８Ｂの第２部分４８２Ｂには、第２制御端子４７Ｂが接合されている。
　第３部分４８２Ｃおよび第４部分４８２Ｄは、サーミスタ１７が接合されている。図８に示すように、第１支持部４８Ａの第３部分４８２Ｃおよび第４部分４８２Ｄには、第１制御端子４６Ｃ，４６Ｄが接合されており、第２支持部４８Ｂの第３部分４８２Ｃおよび第４部分４８２Ｄには、第２制御端子４７Ｃ，４７Ｄが接合されている。
　第１支持部４８Ａの第５部分４８２Ｅは、ワイヤ７４が接合され、ワイヤ７４を介して、第１導電部３２Ａに導通する。図８に示すように、第１支持部４８Ａの第５部分４８２Ｅには、第１制御端子４６Ｅが接合されている。第２支持部４８Ｂの第５部分４８２Ｅは、他の構成部位とは導通していない。上記の各ワイヤ７１～７４は、たとえばボンディングワイヤである。各ワイヤ７１～７４の構成材料は、たとえばＡｕ（金）、Ａｌ（アルミ）あるいはＣｕ（銅）のいずれかを含む。
　第２金属層４８３は、図１４、図１５などに示すように、絶縁層４８１の下面に形成されている。第１支持部４８Ａの第２金属層４８３は、図１４に示すように、接合材４９を介して、第１導電部３２Ａに接合される。第２支持部４８Ｂの第２金属層４８３は、図１５に示すように、接合材４９を介して、第２導電部３２Ｂに接合される。
　第１導通部材５、第２導通部材６：
　第１導通部材５および第２導通部材６は、第１導電部３２Ａおよび第２導電部３２Ｂとともに、複数の第１半導体素子１０Ａおよび複数の第２半導体素子１０Ｂによってスイッチングされる主回路電流の経路を構成する。第１導通部材５および第２導通部材６は、第１主面３０１Ａおよび第２主面３０１Ｂから厚さ方向ｚのｚ１側に離隔し、かつ、平面視において第１主面３０１Ａおよび第２主面３０１Ｂに重なる。本実施形態では、第１導通部材５および第２導通部材６はそれぞれ、金属製の板材により構成される。当該金属は、たとえばＣｕ（銅）またはＣｕ（銅）合金を含む。具体的には、第１導通部材５および第２導通部材６は、適宜折り曲げられた金属製の板材である。
　第１導通部材５は、各第１半導体素子１０Ａの第２主面電極１２（ソース電極）と第２導電部３２Ｂとに接続され、各第１半導体素子１０Ａの第２主面電極１２と第２導電部３２Ｂとを導通させる。第１導通部材５は、複数の第１半導体素子１０Ａによってスイッチングされる主回路電流の経路を構成する。第１導通部材５は、図７および図８に示すように、主部５１、複数の第１接合部５２および複数の第２接合部５３を含む。
　主部５１は、第１方向ｘにおいて、複数の第１半導体素子１０Ａと第２導電部３２Ｂとの間に位置し、平面視において第２方向ｙに延びる帯状の部位である。主部５１は、平面視において第１導電部３２Ａおよび第２導電部３２Ｂの双方に重なり、厚さ方向ｚにおいて第１主面３０１Ａおよび第２主面３０１Ｂから厚さ方向ｚのｚ１側に離隔している。図１６などに示すように、主部５１は、後述する第２導通部材６の第３経路部６６および第４経路部６７に対して厚さ方向ｚのｚ２側に位置し、第３経路部６６および第４経路部６７よりも第１主面３０１Ａおよび第２主面３０１Ｂに近接する位置にある。
　本実施形態において、主部５１は、第１主面３０１Ａおよび第２主面３０１Ｂと平行に配置されている。
　図８などに示すように、主部５１は、第２方向ｙにおいて複数の第１半導体素子１０Ａが配置された領域に対応して一連に延びている。本実施形態では、図７、図８、図１３などに示すように、主部５１には、複数の第１開口５１４が形成される。複数の第１開口５１４はそれぞれ、たとえば厚さ方向ｚ（主部５１の板厚方向）に貫通する貫通孔である。複数の第１開口５１４は、第２方向ｙに間隔を隔てて並ぶ。複数の第１開口５１４は、複数の第１半導体素子１０Ａそれぞれに対応して設けられる。本実施形態では、主部５１には４つの第１開口５１４が設けられており、これら第１開口５１４と複数（４つ）の第１半導体素子１０Ａとは、第２方向ｙにおける位置が互いに等しい。
　本実施形態では、図８、図１３などに示すように、各第１開口５１４は、平面視において、第１導電部３２Ａと第２導電部３２Ｂとの間の隙間に重なる。複数の第１開口５１４は、封止樹脂８を形成するために流動性の樹脂材料を注入する際に、主部５１（第１導通部材５）の付近において上側（厚さ方向ｚのｚ１側）と下側（厚さ方向ｚのｚ２側）との間で樹脂材料を流動しやすくするために形成される。
　図８などに示すように、複数の第１接合部５２および複数の第２接合部５３はそれぞれ、主部５１につながっており、複数の第１半導体素子１０Ａに対応して配置される。具体的には、各第１接合部５２は、主部５１に対して第１方向ｘのｘ１側に位置している。各第２接合部５３は、主部５１に対して第１方向ｘのｘ２側に位置している。図１４に示すように、各第１接合部５２とこれに対応するいずれかの第１半導体素子１０Ａの第２主面電極１２とは、導電性接合材５９を介して接合される。各第２接合部５３と第２導電部３２Ｂとは、導電性接合材５９を介して接合される。導電性接合材５９の構成材料は特に限定されず、たとえばはんだ、金属ペースト材、あるいは、焼結金属などである。本実施形態においては、第１接合部５２は、第２方向ｙに離隔した２つの部分を有する。これらの２つの部分は、第１半導体素子１０Ａの第２主面電極１２のゲートフィンガー１２１を挟んで、第２方向ｙの両側において第２主面電極１２に接合されている。
　第２導通部材６は、各第２半導体素子１０Ｂの第２主面電極１２（ソース電極）と第１端子４１および第２端子４２とを導通させる。第２導通部材６は、第１端子４１および第２端子４２と一体的に形成されている。第２導通部材６は、複数の第２半導体素子１０Ｂによってスイッチングされる主回路電流の経路を構成する。第２導通部材６は、図３、図５～図７、図１２、図１３、図１６～図１８に示すように、複数の第３接合部６１、第１経路部６４、第２経路部６５、複数の第３経路部６６および第４経路部６７を含む。また、図示された例においては、第２導通部材６は、第１段差部６０２および第２段差部６０３を含む。
　複数の第３接合部６１は、複数の第２半導体素子１０Ｂに個別に接合される部位である。各第３接合部６１と各第２半導体素子１０Ｂの第２主面電極１２とは、導電性接合材６９を介して接合される。導電性接合材６９の構成材料は特に限定されず、たとえばはんだ、金属ペースト材、あるいは、焼結金属などである。本実施形態において、第３接合部６１は、２つの平坦部６１１および２つの第１傾斜部６１２を有する。
　２つの平坦部６１１は、第２方向ｙに並んでいる。２つの平坦部６１１は、第２方向ｙに互いに離隔している。平坦部６１１の形状は何ら限定されず、図示された例においては、矩形状である。２つの平坦部は、第２半導体素子１０Ｂの第２主面電極１２のゲートフィンガー１２１を挟んで、第２方向ｙの両側において第２主面電極１２に接合されている。
　２つの第１傾斜部６１２は、２つの平坦部６１１の第２方向ｙの外側に繋がる。すなわち、第２方向ｙのｙ１側に位置する第１傾斜部６１２は、第２方向ｙのｙ１側に位置する平坦部６１１に対して第２方向ｙのｙ１側に繋がっている。また、第２方向ｙのｙ２側に位置する第１傾斜部６１２は、第２方向ｙのｙ２側に位置する平坦部６１１に対して第２方向ｙのｙ２側に繋がっている。第１傾斜部６１２は、第２方向ｙにおいて平坦部６１１から離隔するほど厚さ方向ｚのｚ１側に位置するように傾斜している。
　第１経路部６４は、複数の第３接合部６１と第１端子４１との間に介在している。図示された例においては、第１経路部６４は、第１段差部６０２を介して第１端子４１に繋がっている。第１経路部６４は、平面視において、第１導電部３２Ａに重なる。第１経路部６４は、全体として第１方向ｘに延びる形状である。
　第１経路部６４は、第１帯状部６４１および第１延出部６４３を含む。第１帯状部６４１は、第１端子４１に対して第１方向ｘのｘ２側に位置し、第１主面３０１Ａに対してほぼ平行である。第１帯状部６４１は、全体として、第１方向ｘに延びる形状である。図示された例においては、第１帯状部６４１は、凹部６４９を有する。凹部６４９は、第１帯状部６４１の一部が、第２方向ｙのｙ１側に凹んだ部位である。図５においては、凹部６４９を通して第１金属部３５が現れている。
　第１延出部６４３は、第１帯状部６４１の第２方向ｙのｙ１側の側端から、厚さ方向ｚのｚ２側に延出している。第１延出部６４３は、第１導電部３２Ａから離隔している。図示された例においては、第１延出部６４３は、厚さ方向ｚに沿った形状であり、第１方向ｘを長手方向とする長矩形状である。なお、第１経路部６４は、第１延出部６４３を有さない構成であってもよい。
　第２経路部６５は、複数の第３接合部６１と第２端子４２との間に介在している。図示された例においては、第２経路部６５は、第２段差部６０３を介して第２端子４２に繋がっている。第２経路部６５は、平面視において、第１導電部３２Ａに重なる。第２経路部６５は、全体として第１方向ｘに延びる形状である。
　第２経路部６５は、第２帯状部６５１および第２延出部６５３を含む。第２帯状部６５１は、第２端子４２に対して第１方向ｘのｘ２側に位置し、第１主面３０１Ａに対してほぼ平行である。第２帯状部６５１は、全体として、第１方向ｘに延びる形状である。図示された例においては、第２帯状部６５１は、凹部６５９を有する。凹部６５９は、第２帯状部６５１の一部が、第２方向ｙのｙ２側に凹んだ部位である。図５においては、凹部６５９を通して第２金属部３６が現れている。
　第２延出部６５３は、第２帯状部６５１の第２方向ｙのｙ２側の側端から、厚さ方向ｚのｚ２側に延出している。第２延出部６５３は、第１導電部３２Ａから離隔している。図示された例においては、第２延出部６５３は、厚さ方向ｚに沿った形状であり、第１方向ｘを長手方向とする長矩形状である。なお、第２経路部６５は、第２延出部６５３を有さない構成であってもよい。
　複数の第３経路部６６は、複数の第３接合部６１に個別に繋がっている。各第３経路部６６は、第１方向ｘに延びた形状であり、第２方向ｙに互いに離隔して配列されている。複数の第３経路部６６の個数は何ら限定されず、図示された例においては、５つの第３経路部６６が配置されている。各第３経路部６６は、第２方向ｙにおいて、複数の第２半導体素子１０Ｂの間に位置するように、または複数の第２半導体素子１０Ｂよりも第２方向ｙにおける外側に位置するように配置されている。
　第２方向ｙの両外側に位置する２つの第３経路部６６には、凹部６６９が形成されている。凹部６６９は、第２方向ｙの内側から外側に向かって凹んでいる。図示された例においては、２つの第３経路部６６に１つずつの凹部６６９が形成されている。図５において、これらの凹部６６９を通して、第２導電部３２Ｂが現れている。
　本実施形態においては、第２方向ｙに隣り合う２つの第３経路部６６の間に、１つの第３接合部６１が配置されている。１つの第３接合部６１において、第２方向ｙのｙ１側に位置する第１傾斜部６１２は、第２方向ｙに隣り合う２つの第３経路部６６のうち第２方向ｙのｙ１側に位置する第３経路部６６に繋がっている。１つの第３接合部６１において、第２方向ｙのｙ２側に位置する第１傾斜部６１２は、第２方向ｙに隣り合う２つの第３経路部６６のうち第２方向ｙのｙ２側に位置する第３経路部６６に繋がっている。
　第４経路部６７は、複数の第３経路部６６の第１方向ｘのｘ１側の端に繋がっている。第４経路部６７は、第２方向ｙに長く延びる形状である。第４経路部６７は、第１経路部６４の第１帯状部６４１および第２経路部６５の第２帯状部６５１の第１方向ｘのｘ２側の端に繋がっている。図示された例においては、第４経路部６７の第２方向ｙのｙ１側の端に第１経路部６４が繋がっている。また、第４経路部６７の第２方向ｙのｙ２側の端に第２経路部６５が繋がっている。
　封止樹脂８：
　封止樹脂８は、複数の第１半導体素子１０Ａと、複数の第２半導体素子１０Ｂと、支持基板３（裏面３０２を除く）と、第１端子４１、第２端子４２、複数の第３端子４３、および第４端子４４の一部ずつと、複数の制御端子４５の一部ずつと、制御端子支持体４８と、第１導通部材５と、第２導通部材６と、複数のワイヤ７１～ワイヤ７４と、をそれぞれ覆っている。封止樹脂８は、たとえば黒色のエポキシ樹脂で構成される。封止樹脂８は、たとえばモールド成形により形成される。封止樹脂８は、たとえば第１方向ｘの寸法が３５ｍｍ～６０ｍｍ程度であり、たとえば第２方向ｙの寸法が３５ｍｍ～５０ｍｍ程度であり、たとえば厚さ方向ｚの寸法が４ｍｍ～１５ｍｍ程度である。これらの寸法は、各方向に沿う最大部分の大きさである。封止樹脂８は、樹脂主面８１、樹脂裏面８２および複数の樹脂側面８３１～８３４を有する。
　樹脂主面８１と樹脂裏面８２とは、図１０、図１２および図１８などに示すように、厚さ方向ｚに離隔する。樹脂主面８１は、厚さ方向ｚのｚ１側を向き、樹脂裏面８２は、厚さ方向ｚのｚ２側を向く。樹脂主面８１から複数の制御端子４５（複数の第１制御端子４６Ａ～４６Ｅおよび複数の第２制御端子４７Ａ～４７Ｄ）が突き出ている。樹脂裏面８２は、図１１に示すように、平面視において支持基板３の裏面３０２（裏面金属層３３の下面）を囲む枠状である。支持基板３の裏面３０２は、樹脂裏面８２から露出し、たとえば樹脂裏面８２と面一である。複数の樹脂側面８３１～８３４はそれぞれ、樹脂主面８１および樹脂裏面８２の双方につながり、かつ、厚さ方向ｚにおいてこれらに挟まれている。図４などに示すように、樹脂側面８３１と樹脂側面８３２とは第１方向ｘに離隔する。樹脂側面８３１は第１方向ｘのｘ２側を向き、樹脂側面８３２は、第１方向ｘのｘ１側を向く。樹脂側面８３１から２つの第３端子４３が突き出ており、樹脂側面８３２から第１端子４１、第２端子４２および第４端子４４が突き出ている。図４などに示すように、樹脂側面８３３と樹脂側面８３４とは、第２方向ｙに離隔する。樹脂側面８３３は、第２方向ｙのｙ２側を向き、樹脂側面８３４は、第２方向ｙのｙ１側を向く。
　樹脂側面８３２には、図４に示すように、複数の凹部８３２ａが形成されている。各凹部８３２ａは、平面視において第１方向ｘに窪んだ部位である。複数の凹部８３２ａは、平面視において第１端子４１と第４端子４４との間に形成されたものと、第２端子４２と第４端子４４との間に形成されたものとがある。複数の凹部８３２ａは、第１端子４１と第４端子４４との樹脂側面８３２に沿う沿面距離、および、第２端子４２と第４端子４４との樹脂側面８３２に沿う沿面距離を大きくするために設けられている。
　封止樹脂８は、図１２および図１３などに示すように、複数の第１突出部８５１、複数の第２突出部８５２および樹脂空隙部８６を有する。
　複数の第１突出部８５１はそれぞれ、樹脂主面８１から厚さ方向ｚに突出している。複数の第１突出部８５１は、平面視において封止樹脂８の四隅付近に配置されている。各第１突出部８５１の先端（厚さ方向ｚのｚ１側の端部）には、第１突出端面８５１ａが形成されている。複数の第１突出部８５１における各第１突出端面８５１ａは、樹脂主面８１と略平行であり、かつ、同一平面（ｘ－ｙ平面）上にある。各第１突出部８５１は、たとえば有底中空の円錐台状である。複数の第１突出部８５１は、半導体装置Ａ１によって生成された電源を利用する機器において、その機器が有する制御用の回路基板などに半導体装置Ａ１が搭載される際に、スペーサーとして利用される。複数の第１突出部８５１は、それぞれ、凹部８５１ｂと、当該凹部８５１ｂに形成された内壁面８５１ｃとを有する。各第１突出部８５１の形状は柱状であればよく、円柱状であることが好ましい。凹部８５１ｂの形状は円柱状であって、平面視において内壁面８５１ｃは単一の真円状であることが好ましい。
　また、封止樹脂８は、溝部８９を有する。溝部８９は、樹脂裏面８２から厚さ方向ｚのｚ１側に凹む部分である。溝部８９は、樹脂裏面８２を第２方向ｙに横断している。図示された例においては、封止樹脂８は、２つの溝部８９を有する。２つの溝部８９は、ｘ方向に離れて配置されている。２つの溝部８９の間には、裏面金属層３３（裏面３０２）が位置している。
　半導体装置Ａ１は、制御用の回路基板などに対して、ねじ止めなどの方法によって機械的に固定される場合がある。この場合には、複数の第１突出部８５１における凹部８５１ｂの内壁面８５１ｃに、めねじのねじ山を形成することができる。複数の第１突出部８５１における凹部８５１ｂにインサートナットを埋め込んでもよい。
　複数の第２突出部８５２は、図１３などに示すように、樹脂主面８１から厚さ方向ｚに突出している。複数の第２突出部８５２は、平面視において複数の制御端子４５に重なる。複数の制御端子４５の各金属ピン４５２は、各第２突出部８５２から突き出ている。各第２突出部８５２は、円錐台状である。第２突出部８５２は、各制御端子４５において、ホルダ４５１と金属ピン４５２の一部とを覆う。
　図２９および図３０に示すように、電力変換ユニットＢ１は、半導体装置Ａ１および冷却装置９を備える。
　冷却装置９は、半導体装置Ａ１の厚さ方向ｚのｚ２側に配置されている。冷却装置９は、筐体９１を有する。
　筐体９１は、金属または樹脂等からなる箱状の部材である。筐体９１は、放熱部材２を収容している。本実施形態においては、筐体９１は、シール材９１９を介して半導体装置Ａ１に取り付けられている。シール材９１９は、筐体９１の端部と封止樹脂８の樹脂裏面８２とに挟まれており、筐体９１の内部空間の気密状態を保つ。
　筐体９１には、冷却媒体Ｃｍが満たされる。筐体９１内において、冷却媒体Ｃｍが流動する。本実施形態においては、冷却装置９は、供給部９２および排出部９３を有する。供給部９２および排出部９３は、筐体９１の第１方向ｘの両側に分かれて取り付けられている。供給部９２からは、冷却媒体Ｃｍが筐体９１に供給される。排出部９３からは、筐体９１を流動した冷却媒体Ｃｍが排出される。これにより、筐体９１内においては、冷却媒体Ｃｍが第２方向ｙに流動する。なお、冷却媒体Ｃｍが第２方向ｙに流動するとは、第２方向ｙの流速成分のみが存在することを意味するものではなく、第１方向ｘおよび厚さ方向ｚの流速成分を含みつつ、第２方向ｙに冷却媒体Ｃｍが全体として移動する態様を含む。
　次に、本実施形態の作用について説明する。
　放熱部材２は、複数の第１凸状部２１を含む。第１凸状部２１は、厚さ方向ｚにおいて裏面３０２からｚ２側に突出した形状である。これら複数の２１が、第１方向ｘおよび第２方向ｙを含む平面にそってマトリクス状に配置されている。これにより、たとえば冷却媒体Ｃｍを用いた冷却において、第１半導体素子１０Ａおよび第２半導体素子１０Ｂから支持基板３を介して放熱部材２に伝わってきた熱を、冷却媒体Ｃｍへとより効率よく伝熱することが可能である。したがって、第１半導体素子１０Ａおよび第２半導体素子１０Ｂからの熱をより速やかに放熱することができる。
　図２７を参照して説明した通り、放熱部材２は、金属板材料２０よりも第１方向ｘにおける大きさが縮小した構成である。たとえば、本実施形態とは異なり、各々がＶ字状の複数の切断線を金属板材料形成し、これらの切断線に囲まれた部位を起立させることにより、複数の起立片を有する放熱部材が得られる。この放熱部材は、金属板材料と厚さ方向に視た大きさおよび形状が同じ（あるいは略同じ）であり、何ら縮小したものとはならない。このような複数の単なる起立片を有する放熱部材と比べて、本実施形態の放熱部材２は、３次元的により複雑な形状となる。これにより、冷却媒体Ｃｍを流動させた場合の接触面積を顕著に拡大することが可能であり、放熱効率を高めるのに好ましい。
　複数の第１凸状部２１が第１起立部２１３、第２起立部２１４および第１先端部２１５を有することにより、第１凸状部２１が、第２方向ｙに視て空洞部分を有する構造となっている。これにより、複数の第１凸状部２１がマトリクス状に配置された放熱部材２は、冷却媒体Ｃｍを第２方向ｙに沿って流動させやすい構成となっている。したがって、電力変換ユニットＢ１において、冷却媒体Ｃｍを第２方向ｙにスムーズに流動させることができる。
　本実施形態の放熱部材２は、複数の第１凸状部２１に加えて、複数の第２凸状部２２をさらに含む。複数の第２凸状部２２は、複数の第１凸状部２１の第１先端部２１５から、厚さ方向ｚにさらに突出した形状である。これにより、放熱部材２の厚さ方向ｚの大きさをさらに大きくすることが可能であり、冷却媒体Ｃｍとの接触面積をより拡大することが可能である。したがって、放熱効率を高めるのに好適である。
　図２８（ａ）は、放熱部材２の接合平面Ｐ２を示している。接合平面Ｐ２は、放熱部材２が支持基板３の裏面３０２に接合される際に、裏面３０２と対向する部分に沿った平面である。本実施形態においては、接合平面Ｐ２は、複数の第１凸状部２１の第１基部２１１および第２基部２１２に沿った平面である。
　本実施形態においては、放熱部材２は、マトリクス状に配置された複数の第１凸状部２１を有しており、金属板材料２０よりも第１方向ｘの大きさが小さい形状である。このため、放熱部材２は、たとえば金属板材料２０と比べて、３次元的な曲げ変形や捻り変形が容易な構成となっている。たとえば、同図（ｂ）は、接合平面Ｐ２の第１方向ｘの中央部分が厚さ方向ｚに持ち上げられるような曲げ変形であり、同図（ｃ）は、接合平面Ｐ２の第２方向ｙの中央部分が厚さ方向ｚに持ち上げられるような曲げ変形である。また、同図（ｄ）は、接合平面Ｐ２の第１方向ｘの両端が互いに異なる方向に回転されるような捻り変形である。これら（ｂ）～（ｄ）に示した曲げ変形や捻り変形に、放熱部材２は、十分に追従する柔軟性あるいは可撓性を有している。
　仮に、製造過程における製造誤差や、使用時の熱変形等によって、支持基板３の裏面３０２に、図２８（ｂ）～（ｄ）に対応するような変形が生じたとしても、放熱部材２をこれらの変形に追従させることにより、放熱部材２の裏面３０２に適切に固定することが可能である。特に、複数の第１凸状部２１の第１基部２１１および第２基部２１２の各々を、レーザ溶接等によって裏面３０２に接合することにより、図２８（ｂ）～（ｄ）に示すよな変形が生じたとしても、放熱部材２と裏面３０２との間に、意図しない隙間が生じることを抑制することができる。
　図３１～図４８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。
　第２実施形態：
　図３１～図３６は、本開示の第２実施形態に係る半導体装置の放熱部材を示している。本実施形態の放熱部材２は、複数の第１凸状部２１を含み、複数の第２凸状部２２を含んでいない。
　本実施形態においては、複数の第１凸状部２１が、第１方向ｘおよび第２方向ｙに沿って並んでいる。第１方向ｘに隣り合う第１凸状部２１の第１基部２１１および第２基部２１２は、互いに繋がっており、一体的な部位を構成している。また、第２方向ｙに隣り合う第１凸状部２１の第１基部２１１および第２基部２１２は、互いに繋がっている。これにより、第２方向ｙに並ぶ複数の第１凸状部２１の第１基部２１１および第２基部２１２は、厚さ方向ｚに視て全体として第２方向ｙに沿う帯状を呈している。
　第２方向ｙに隣り合う第１凸状部２１の第１起立部２１３、第２起立部２１４および第１先端部２１５は、互いに繋がっていない。本実施形態においては、放熱部材２には、複数のスリット２３が形成されている。スリット２３は、厚さ方向ｚに視て、第１方向ｘに延びる細長い形状であり、第２方向ｙに隣り合う第１凸状部２１の間に位置している。
　本実施形態においては、第２方向ｙに隣り合う第１凸状部２１同士が、第２方向ｙにおいて互いにずれた配置とされている。すなわち、第２方向ｙに並ぶ複数の第１凸状部２１は、厚さ方向ｚに視てジグザグ状に配置されている。
　本実施形態によっても、第１半導体素子１０Ａおよび第２半導体素子１０Ｂからの熱をより速やかに放熱することができる。また、本実施形態においては、第２方向ｙに並ぶ複数の第１凸状部２１は、厚さ方向ｚに視てジグザグ状に配置されている。これにより、本実施形態の放熱部材２が用いられた電力変換ユニットにおいては、上述の冷却媒体Ｃｍが蛇行するような流動が実現される。これにより、冷却媒体Ｃｍの流動経路を延長することが可能であり、放熱効率を高めることができる。
　また、本実施形態から理解されるように、本開示の放熱部材２は、複数の第１凸状部２１と複数の第２凸状部２２との双方を有する構成に限定されず、複数の第１凸状部２１を有し、複数の第２凸状部２２を有さない構成であってもよい。
　第３実施形態：
　図３７～図４２は、本開示の第３実施形態に係る半導体装置の放熱部材を示している。本実施形態の放熱部材２は、複数の第１凸状部２１を含む。
　本実施形態においては、第１凸状部２１の第１起立部２１３と第２起立部２１４との距離が、上述の実施形態よりも小さい。たとえば第１起立部２１３と第２起立部２１４との距離は、第１起立部２１３および第２起立部２１４それぞれの厚さよりも小さく、第１方向ｘに隣り合う第１凸状部２１の距離よりも顕著に小さい。
　本実施形態の第１先端部２１５は、折り返し形状である。すなわち、第１起立部２１３と第２起立部２１４との距離が顕著に近いことにより、第１先端部２１５の第１方向ｘの寸法が上述の実施形態よりも顕著に小さい。
　本実施形態においても、第２方向ｙに隣り合う第１凸状部２１の間にスリット２３が形成されている。
　本実施形態によっても、第１半導体素子１０Ａおよび第２半導体素子１０Ｂからの熱をより速やかに放熱することができる。また、本実施形態から理解されるように、第１凸状部２１は、第２方向ｙに視て第１起立部２１３、第２起立部２１４および第１先端部２１５がコの字状を呈する構成に限定されず、第１起立部２１３と第２起立部２１４がごく接近した、平べったい形状であってもよい。このような構成であっても、隣り合う第１凸状部２１の間の空間を冷却媒体Ｃｍが流動することにより、放熱効率を高めることができる。また、第１先端部２１５の形状は、何ら限定されず、平板状、折り返し形状の他、厚さ方向ｚのｚ２側に膨出した曲面状であってもよい。
　第４実施形態：
　図４３～図４８は、本開示の第４実施形態に係る半導体装置の放熱部材を示している。本実施形態の放熱部材２は、複数の第１凸状部２１を含む。
　本実施形態においては、第１凸状部２１の第１先端部２１５は、厚さ方向ｚに視て湾曲形状である。また、第１起立部２１３および第２起立部２１４は、曲面状である。
　より具体的には、ある第１凸状部２１の第１先端部２１５は、第２方向ｙの中央部分が、第２方向ｙの両端部分よりも第１方向ｘのｘ１側に位置するように湾曲している。この第１凸状部２１においては、第１起立部２１３および第２起立部２１４は、厚さ方向ｚに視て、第２方向ｙの中央部分が、第２方向ｙの両端部分よりも第１方向ｘのｘ１側に位置するように湾曲した曲面状である。
　また、他の第１凸状部２１の第１先端部２１５は、第２方向ｙの中央部分が、第２方向ｙの両端部分よりも第１方向ｘのｘ２側に位置するように湾曲している。この第１凸状部２１においては、第１起立部２１３および第２起立部２１４は、厚さ方向ｚに視て、第２方向ｙの中央部分が、第２方向ｙの両端部分よりも第１方向ｘのｘ２側に位置するように湾曲した曲面状である。
　本実施形態においては、上述の２種類の第１凸状部２１が、第２方向ｙに交互に配置されている。これにより、第２方向ｙに並んだ複数の第１凸状部２１の第１先端部２１５は、厚さ方向ｚに視て第２方向ｙに蛇行する帯状を呈している。また、第１方向ｘに並ぶ複数の第１凸状部２１は、同じ側に湾曲している。
　本実施形態においても、第２方向ｙに隣り合う第１凸状部２１の間にスリット２３が形成されている。
　本実施形態によっても、第１半導体素子１０Ａおよび第２半導体素子１０Ｂからの熱をより速やかに放熱することができる。また、本実施形態によれば、第２方向ｙに並ぶ複数の第１凸状部２１が、第２方向ｙに蛇行した流路を構成している。これにより、冷却媒体Ｃｍの流動経路を延長することが可能であり、放熱効率を高めることができる。また、第１方向ｘにおいて複数の第１凸状部２１の間に位置する空間が、第２方向ｙに蛇行した流路を構成している。これによっても、放熱効率を高めることができる。
　また、本実施形態から理解されるように、第１先端部２１５は、第２方向ｙに平行な辺を有する矩形状等に限定されず、曲線の辺を有する湾曲した形状であってもよい。また、第１起立部２１３および第２起立部２１４は、平板状の構成に限定されず、曲面状であってもよい。
　本開示に係る半導体装置、電力変換ユニットおよび半導体装置の製造方法は、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、電力変換ユニットおよび半導体装置の製造方法の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。本開示は、以下の付記に記載した実施形態を含む。
　付記１．
　半導体素子と、
　前記半導体素子を支持する支持基板と、
　前記半導体素子と前記支持基板の一部とを覆う封止樹脂と、を備え、
　前記支持基板は、厚さ方向の第１側を向く主面と、第２側を向き且つ前記封止樹脂から露出した裏面を有し、
　前記半導体素子は、前記主面に搭載されており、
　前記裏面に配置された放熱部材をさらに備え、
　前記放熱部材は、各々が第１基部、第２基部、第１起立部、第２起立部および第１先端部を有する複数の第１凸状要素を含み、
　前記第１基部および前記第２基部は、前記厚さ方向と直交する第１方向に互いに離隔しており、且つ前記裏面に各々が接合されており、
　前記第１先端部は、前記第１方向において前記第１基部および前記第２基部の間に位置し、且つ前記厚さ方向において前記第１基部および前記第２基部よりも前記第２側に位置し、
　前記第１起立部は、前記第１基部と前記第１先端部とに繋がっており、
　前記第２起立部は、前記第２基部と前記第１先端部とに繋がっており、
　前記複数の第１凸状要素は、前記第１方向と前記厚さ方向および前記第１方向に直交する第２方向とが含まれる平面に沿ってマトリクス状に配置されている、半導体装置。
　付記２．
　前記第２方向に隣り合う２つの前記第１凸状要素の前記第１起立部は、互いに離隔している、付記１に記載の半導体装置。
　付記３．
　前記第２方向に隣り合う２つの前記第１凸状要素の前記第２起立部は、互いに離隔している、付記２に記載の半導体装置。
　付記４．
　前記第１方向に隣り合う２つの前記第１凸状要素の一方の前記第１基部と他方の前記第２基部とが、繋がっている、付記３に記載の半導体装置。
　付記５．
　前記第２方向に隣り合う２つの前記第１凸状要素の前記第１基部は、互いに離隔しており、
　前記第２方向に隣り合う２つの前記第１凸状要素の前記第２基部は、互いに離隔している、付記４に記載の半導体装置。
　付記６．
　前記放熱部材は、各々が第３基部、第４基部、第３起立部、第４起立部および第２先端部を有する複数の第２凸状要素をさらに含み、
　前記第３基部は、前記第２方向に隣り合う２つの前記第１凸状要素の前記第１先端部に繋がっており、
　前記第４基部は、前記第２方向に隣り合う他の２つの前記第１凸状要素の前記第１先端部に繋がっており、
　前記第２先端部は、前記第１方向において前記第３基部および前記第４基部の間に位置し、且つ前記厚さ方向において前記第３基部および前記第４基部よりも前記第２側に位置し、
　前記第３起立部は、前記第３基部と前記第２先端部とに繋がっており、
　前記第３起立部は、前記第４基部と前記第２先端部とに繋がっている、付記５に記載の半導体装置。
　付記７．
　前記第２凸状要素の前記厚さ方向の大きさは、前記第３起立部と前記第４起立部との前記第１方向における距離よりも大きい、付記６に記載の半導体装置。
　付記８．
　前記第１凸状要素の前記厚さ方向の大きさは、前記第１起立部と前記第２起立部との前記第１方向における距離よりも大きい、付記１ないし７のいずれかに記載の半導体装置。
　付記９．
　前記第２方向に隣り合う２つの前記第１凸状要素の前記第１基部は、繋がっており、
　前記第２方向に隣り合う２つの前記第１凸状要素の前記第２基部は、繋がっている、付記４に記載の半導体装置。
　付記１０．
　前記第２方向において互いに隣り合う前記第１凸状要素は、前記第２方向において互いにずれて配置されている、付記９に記載の半導体装置。
　付記１１．
　前記第１先端部は、前記厚さ方向に視て湾曲形状であり、
　前記第１起立部および前記第２起立部は、曲面状である、付記９に記載の半導体装置。
　付記１２．
　前記放熱部材は、前記第２方向に隣り合う前記第１凸状要素の前記第１起立部、前記第２起立部および前記第１先端部の間に位置するスリットを有する、付記９ないし１１のいずれかに記載の半導体装置。
　付記１３．
　前記第１先端部は、平板状である、付記１ないし１２のいずれかに記載の半導体装置。
　付記１４．
　前記第１先端部は、折り返し形状である、付記１ないし１２のいずれかに記載の半導体装置。
　付記１５．
　前記第１基部および前記第２基部は、溶接により前記裏面に接合されている、付記１ないし１４のいずれかに記載の半導体装置。
　付記１６．
　付記１ないし１５のいずれかに記載の半導体装置と、
　前記半導体装置の前記厚さ方向の前記第２側に配置された冷却装置と、を備え、
　前記冷却装置は、前記放熱部材を収容し且つ冷却媒体を流動させる筐体を有する、電力変換ユニット。
　付記１７．
　前記筐体内において、前記冷却媒体が前記第２方向に流動する、付記１６に記載の電力変換ユニット。
　付記１８．
　金属板材料を用いて放熱部材を形成する工程と、
　支持基板の裏面に前記放熱部材を配置する工程と、を備えており、
　前記放熱部材を形成する工程は、
　前記金属板材料の厚さ方向と直交する方向である第１方向に沿った複数の切断線を形成する処理と、
　前記金属板材料のうち前記厚さ方向および前記第１方向に直交する第２方向において隣り合う前記切断線に挟まれた部分を前記厚さ方向に突出した形状に変形させることにより、複数の第１凸状部を形成する処理と、を含む、半導体装置の製造方法。
　付記１９．
　前記放熱部材の前記第１方向の大きさは、前記金属板材料の前記第１方向の大きさよりも小さい、付記１８に記載の半導体装置の製造方法。
　付記２０．
　前記支持基板の前記裏面に前記放熱部材を配置する工程においては、レーザ溶接を用いて前記放熱部材を前記裏面に接合する、付記１８または１９に記載の半導体装置の製造方法。
Ａ１：半導体装置　　　Ｂ１：電力変換ユニット
２：放熱部材　　　３：支持基板
５：第１導通部材　　　６：第２導通部材
８：封止樹脂　　　９：冷却装置
１０Ａ：第１半導体素子　　　１０Ｂ：第２半導体素子
１１：第１主面電極　　　１２：第２主面電極
１３：第３主面電極　　　１５：裏面電極
１７：サーミスタ　　　１９Ａ：第１導電性接合材
１９Ｂ：第２導電性接合材　　　２０：金属板材料
２１：第１凸状部　　　２２：第２凸状部
２３：スリット　　　３１：絶縁層
３２：第１金属層　　　３２Ａ：第１導電部
３２Ｂ：第２導電部　　　３３：裏面金属層
３５：第１金属部　　　３６：第２金属部
４１：第１端子　　　４２：第２端子
４３：第３端子　　　４４：第４端子
４５：制御端子
４６Ａ，４６Ｂ，４６Ｃ，４６Ｄ，４６Ｅ：第１制御端子
４７Ａ，４７Ｂ，４７Ｃ，４７Ｄ：第２制御端子
４８：制御端子支持体　　　４８Ａ：第１支持部
４８Ｂ：第２支持部　　　４９：接合材
５１：主部　　　５２：第１接合部
５３：第２接合部　　　５９：導電性接合材
６１：第３接合部　　　６４：第１経路部
６５：第２経路部　　　６６：第３経路部
６７：第４経路部　　　６９：導電性接合材
７１，７２，７３，７４：ワイヤ　　　８１：樹脂主面
８２：樹脂裏面　　　８６：樹脂空隙部
８９：溝部　　　９１：筐体
９２：供給部　　　９３：排出部
１０１：素子主面　　　１０２：素子裏面
１２１：ゲートフィンガー　　　２０１：切断線
２１１：第１基部　　　２１２：第２基部
２１３：第１起立部　　　２１４：第２起立部
２１５：第１先端部　　　２２１：第３基部
２２２：第４基部　　　２２３：第３起立部
２２４：第４起立部　　　２２５：第２先端部
３０１Ａ：第１主面　　　３０１Ｂ：第２主面
３０２：裏面　　　４５１：ホルダ
４５２：金属ピン　　　４５９：導電性接合材
４８１：絶縁層　　　４８２：第１金属層
４８２Ａ：第１部分　　　４８２Ｂ：第２部分
４８２Ｃ：第３部分　　　４８２Ｄ：第４部分
４８２Ｅ：第５部分　　　４８２Ｆ：第６部分
４８３：第２金属層　　　５１４：第１開口
６０２：第１段差部　　　６０３：第２段差部
６１１：平坦部　　　６１２：第１傾斜部
６４１：第１帯状部　　　６４３：第１延出部
６４９：凹部　　　６５１：第２帯状部
６５３：第２延出部　　　６５９，６６９：凹部
８３１，８３２：樹脂側面　　　８３２ａ：凹部
８３３：樹脂側面　　　８３４：樹脂側面
８５１：第１突出部　　　８５１ａ：第１突出端面
８５１ｂ：凹部　　　８５１ｃ：内壁面
８５２：第２突出部　　　９１９：シール材
Ｃｍ：冷却媒体　　　Ｍ：溶接部
ｘ：第１方向　　　ｙ：第２方向
ｚ：厚さ方向

Claims (20)

  1. 　半導体素子と、
    　前記半導体素子を支持する支持基板と、
    　前記半導体素子と前記支持基板の一部とを覆う封止樹脂と、を備え、
    　前記支持基板は、厚さ方向の第１側を向く主面と、第２側を向き且つ前記封止樹脂から露出した裏面を有し、
    　前記半導体素子は、前記主面に搭載されており、
    　前記裏面に配置された放熱部材をさらに備え、
    　前記放熱部材は、各々が第１基部、第２基部、第１起立部、第２起立部および第１先端部を有する複数の第１凸状要素を含み、
    　前記第１基部および前記第２基部は、前記厚さ方向と直交する第１方向に互いに離隔しており、且つ前記裏面に各々が接合されており、
    　前記第１先端部は、前記第１方向において前記第１基部および前記第２基部の間に位置し、且つ前記厚さ方向において前記第１基部および前記第２基部よりも前記第２側に位置し、
    　前記第１起立部は、前記第１基部と前記第１先端部とに繋がっており、
    　前記第２起立部は、前記第２基部と前記第１先端部とに繋がっており、
    　前記複数の第１凸状要素は、前記第１方向と前記厚さ方向および前記第１方向に直交する第２方向とが含まれる平面に沿ってマトリクス状に配置されている、半導体装置。
  2. 　前記第２方向に隣り合う２つの前記第１凸状要素の前記第１起立部は、互いに離隔している、請求項１に記載の半導体装置。
  3. 　前記第２方向に隣り合う２つの前記第１凸状要素の前記第２起立部は、互いに離隔している、請求項２に記載の半導体装置。
  4. 　前記第１方向に隣り合う２つの前記第１凸状要素の一方の前記第１基部と他方の前記第２基部とが、繋がっている、請求項３に記載の半導体装置。
  5. 　前記第２方向に隣り合う２つの前記第１凸状要素の前記第１基部は、互いに離隔しており、
    　前記第２方向に隣り合う２つの前記第１凸状要素の前記第２基部は、互いに離隔している、請求項４に記載の半導体装置。
  6. 　前記放熱部材は、各々が第３基部、第４基部、第３起立部、第４起立部および第２先端部を有する複数の第２凸状要素をさらに含み、
    　前記第３基部は、前記第２方向に隣り合う２つの前記第１凸状要素の前記第１先端部に繋がっており、
    　前記第４基部は、前記第２方向に隣り合う他の２つの前記第１凸状要素の前記第１先端部に繋がっており、
    　前記第２先端部は、前記第１方向において前記第３基部および前記第４基部の間に位置し、且つ前記厚さ方向において前記第３基部および前記第４基部よりも前記第２側に位置し、
    　前記第３起立部は、前記第３基部と前記第２先端部とに繋がっており、
    　前記第３起立部は、前記第４基部と前記第２先端部とに繋がっている、請求項５に記載の半導体装置。
  7. 　前記第２凸状要素の前記厚さ方向の大きさは、前記第３起立部と前記第４起立部との前記第１方向における距離よりも大きい、請求項６に記載の半導体装置。
  8. 　前記第１凸状要素の前記厚さ方向の大きさは、前記第１起立部と前記第２起立部との前記第１方向における距離よりも大きい、請求項１ないし７のいずれかに記載の半導体装置。
  9. 　前記第２方向に隣り合う２つの前記第１凸状要素の前記第１基部は、繋がっており、
    　前記第２方向に隣り合う２つの前記第１凸状要素の前記第２基部は、繋がっている、請求項４に記載の半導体装置。
  10. 　前記第２方向において互いに隣り合う前記第１凸状要素は、前記第２方向において互いにずれて配置されている、請求項９に記載の半導体装置。
  11. 　前記第１先端部は、前記厚さ方向に視て湾曲形状であり、
    　前記第１起立部および前記第２起立部は、曲面状である、請求項９に記載の半導体装置。
  12. 　前記放熱部材は、前記第２方向に隣り合う前記第１凸状要素の前記第１起立部、前記第２起立部および前記第１先端部の間に位置するスリットを有する、請求項９ないし１１のいずれかに記載の半導体装置。
  13. 　前記第１先端部は、平板状である、請求項１ないし１２のいずれかに記載の半導体装置。
  14. 　前記第１先端部は、折り返し形状である、請求項１ないし１２のいずれかに記載の半導体装置。
  15. 　前記第１基部および前記第２基部は、溶接により前記裏面に接合されている、請求項１ないし１４のいずれかに記載の半導体装置。
  16. 　請求項１ないし１５のいずれかに記載の半導体装置と、
    　前記半導体装置の前記厚さ方向の前記第２側に配置された冷却装置と、を備え、
    　前記冷却装置は、前記放熱部材を収容し且つ冷却媒体を流動させる筐体を有する、電力変換ユニット。
  17. 　前記筐体内において、前記冷却媒体が前記第２方向に流動する、請求項１６に記載の電力変換ユニット。
  18. 　金属板材料を用いて放熱部材を形成する工程と、
    　支持基板の裏面に前記放熱部材を配置する工程と、を備えており、
    　前記放熱部材を形成する工程は、
    　前記金属板材料の厚さ方向と直交する方向である第１方向に沿った複数の切断線を形成する処理と、
    　前記金属板材料のうち前記厚さ方向および前記第１方向に直交する第２方向において隣り合う前記切断線に挟まれた部分を前記厚さ方向に突出した形状に変形させることにより、複数の第１凸状部を形成する処理と、を含む、半導体装置の製造方法。
  19. 　前記放熱部材の前記第１方向の大きさは、前記金属板材料の前記第１方向の大きさよりも小さい、請求項１８に記載の半導体装置の製造方法。
  20. 　前記支持基板の前記裏面に前記放熱部材を配置する工程においては、レーザ溶接を用いて前記放熱部材を前記裏面に接合する、請求項１８または１９に記載の半導体装置の製造方法。
PCT/JP2023/023825 2022-07-25 2023-06-27 半導体装置、電力変換ユニットおよび半導体装置の製造方法 WO2024024372A1 (ja)

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