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JP6450933B2 - Semiconductor device - Google Patents
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Description

本発明は、各種電子機器に使用される半導体装置に関するものである。   The present invention relates to a semiconductor device used in various electronic devices.

以下、従来の半導体装置について図面を用いて説明する。図6は従来の半導体装置1の構成を示した断面図であり、半導体装置1は、リードフレーム2と半導体素子3と絶縁層4と外装樹脂5と、を備えていた。   A conventional semiconductor device will be described below with reference to the drawings. FIG. 6 is a cross-sectional view showing a configuration of a conventional semiconductor device 1. The semiconductor device 1 includes a lead frame 2, a semiconductor element 3, an insulating layer 4, and an exterior resin 5.

半導体素子3はリードフレーム2の一方の面に実装され、リードフレーム2の反対面には絶縁層4が配置されていた。半導体素子3は、リードフレーム2へ実装部3Aによって、あるいはワイヤ部2Aによって接続されていた。そして、絶縁層4は半導体装置1の外部に設けられた放熱板6に熱的に結合されることによって、半導体素子3で発生した熱が半導体装置1の外部へと放出されていた。   The semiconductor element 3 is mounted on one surface of the lead frame 2, and the insulating layer 4 is disposed on the opposite surface of the lead frame 2. The semiconductor element 3 is connected to the lead frame 2 by the mounting portion 3A or the wire portion 2A. The insulating layer 4 is thermally coupled to a heat sink 6 provided outside the semiconductor device 1, so that heat generated in the semiconductor element 3 is released to the outside of the semiconductor device 1.

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば特許文献1が知られている。   For example, Patent Document 1 is known as prior art document information related to the invention of this application.

特開2015−5540号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2015-5540

従来の半導体装置1では、半導体素子3で発生した熱は、リードフレーム2へ伝わるとともに直ちに絶縁層4および放熱板6へと伝わる。ここで、絶縁層4とリードフレーム2や放熱板6とは、熱伝導の効率を向上させるために、半田(図示せず)などによって、しっかりと互いに固着されている。また、セラミックなどによって形成される絶縁層4と、主に金属によって形成されるリードフレーム2や放熱板6とは膨張係数が大きく異なる。   In the conventional semiconductor device 1, the heat generated in the semiconductor element 3 is transmitted to the lead frame 2 and immediately transmitted to the insulating layer 4 and the heat sink 6. Here, the insulating layer 4 and the lead frame 2 and the heat sink 6 are firmly fixed to each other by solder (not shown) or the like in order to improve the efficiency of heat conduction. Further, the insulating layer 4 formed of ceramic or the like and the lead frame 2 and the heat sink 6 formed mainly of metal have greatly different expansion coefficients.

この結果、半導体素子3で発生した熱がリードフレーム2および絶縁層4を介して放熱板6へと伝えられるときには、膨張係数の違いに起因して半導体装置3の各部に応力が生じる。そして、大きな応力が発生したときには特に、絶縁層4は上記のようにセラミックなどが用いられているために、割れや亀裂が生じ易くなり、半導体装置1から外部への放熱効率が低下するおそれがあるという課題を有するものであった。   As a result, when heat generated in the semiconductor element 3 is transmitted to the heat sink 6 via the lead frame 2 and the insulating layer 4, stress is generated in each part of the semiconductor device 3 due to the difference in expansion coefficient. In particular, when a large stress occurs, the insulating layer 4 is made of ceramic or the like as described above. Therefore, cracks and cracks are likely to occur, and the heat dissipation efficiency from the semiconductor device 1 to the outside may be reduced. There was a problem of being.

そこで本発明は、高い温度で半導体装置に大きな応力が生じても半導体装置が高い放熱効率を維持することを目的とするものである。   Accordingly, an object of the present invention is to maintain a high heat dissipation efficiency of a semiconductor device even when a large stress occurs in the semiconductor device at a high temperature.

そして、この目的を達成するために本発明は、ベース基板と、前記ベース基板に接合された半導体素子と、前記半導体素子における前記ベース基板との接合面の反対面に接合されたリードフレームと、前記ベース基板における前記半導体素子との接合面の反対面に固定された複数の絶縁基板と、前記半導体素子の全面と前記ベース基板の一部と前記リードフレームの一部と前記複数の絶縁基板との一部とを覆う外装樹脂と、を備え、前記ベース基板と前記リードフレームとは、銅もしくは銅合金によって形成され、前記ベース基板は前記リードフレームよりも厚く形成された、ことを特徴とするものである。   In order to achieve this object, the present invention includes a base substrate, a semiconductor element bonded to the base substrate, a lead frame bonded to a surface opposite to the bonding surface of the semiconductor element with the base substrate, A plurality of insulating substrates fixed to a surface of the base substrate opposite to the bonding surface with the semiconductor element, an entire surface of the semiconductor element, a part of the base substrate, a part of the lead frame, and the plurality of insulating substrates; And the base substrate and the lead frame are formed of copper or a copper alloy, and the base substrate is formed thicker than the lead frame. Is.

本発明によれば、半導体素子で生じた熱はリードフレームとベース基板とを介して外部へ放出される。特に、ベース基板へ伝えられた熱は、リードフレームよりも厚いベース基板によってベース基板における半導体素子側から絶縁基板側へと広範囲で拡散される。これにより、半導体素子の放熱効率は向上する。さらに、絶縁基板は複数に分割されているので、ベース基板において広範囲で拡散された熱に伴って絶縁基板に生じる膨張は、個々の絶縁基板に分散される。そして、ベース基板と絶縁基板との膨張率の差異に起因して、特に絶縁基板に生じる機械的な応力は特定のベース基板には集中しにくい状態となる。   According to the present invention, heat generated in the semiconductor element is released to the outside through the lead frame and the base substrate. In particular, the heat transferred to the base substrate is diffused over a wide range from the semiconductor element side to the insulating substrate side of the base substrate by the base substrate thicker than the lead frame. Thereby, the heat dissipation efficiency of the semiconductor element is improved. Furthermore, since the insulating substrate is divided into a plurality of parts, the expansion generated in the insulating substrate due to the heat diffused in a wide range in the base substrate is distributed to the individual insulating substrates. Then, due to the difference in expansion coefficient between the base substrate and the insulating substrate, mechanical stress generated particularly on the insulating substrate is not easily concentrated on the specific base substrate.

結果として、半導体素子が高熱を発し半導体装置に内部に高い温度で大きな応力が生じても、この応力はベース基板において分散されるので個々の絶縁層に加わる熱は抑制され、さらに、絶縁層は個片化されていることで熱に起因した歪による割れや亀裂が生じ難くなり、半導体装置が高い放熱効率を常に維持することができる。   As a result, even if the semiconductor element generates high heat and a large stress is generated inside the semiconductor device at a high temperature, this stress is dispersed in the base substrate, so that the heat applied to each insulating layer is suppressed, and further, the insulating layer is By being separated into pieces, cracks and cracks due to strain caused by heat are less likely to occur, and the semiconductor device can always maintain high heat dissipation efficiency.

本発明の実施の形態における半導体装置の構成を示す断面図Sectional drawing which shows the structure of the semiconductor device in embodiment of this invention 本発明の実施の形態における半導体装置の放熱板を用いた構成を示す断面図Sectional drawing which shows the structure using the heat sink of the semiconductor device in embodiment of this invention 本発明の実施の形態における半導体装置の複数の半導体素子を用いた構成を示す断面図Sectional drawing which shows the structure using the several semiconductor element of the semiconductor device in embodiment of this invention 本発明の実施の形態における半導体装置の要部を拡大した断面図Sectional drawing which expanded the principal part of the semiconductor device in embodiment of this invention 本発明の実施の形態における半導体装置を用いたインバータ回路のブロック図The block diagram of the inverter circuit using the semiconductor device in embodiment of this invention 従来の半導体装置の構成を示した断面図Sectional view showing the configuration of a conventional semiconductor device

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

(実施の形態)
図1は本発明の実施の形態における半導体装置の構成を示す断面図である。半導体装置7は、ベース基板8と、半導体素子9と、リードフレーム10と、絶縁基板11と、外装樹脂12と、を含む。
(Embodiment)
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention. The semiconductor device 7 includes a base substrate 8, a semiconductor element 9, a lead frame 10, an insulating substrate 11, and an exterior resin 12.

半導体素子9はベース基板8に接合されている。半導体素子9はリードフレーム10へ、半導体素子9におけるベース基板8との接合面9Aの反対面で接合されている。複数の絶縁基板11はベース基板8へ、ベース基板8におけるベース基板8と半導体素子9との接合面9Aの反対面で固定されている。   The semiconductor element 9 is bonded to the base substrate 8. The semiconductor element 9 is bonded to the lead frame 10 on the surface opposite to the bonding surface 9A of the semiconductor element 9 with the base substrate 8. The plurality of insulating substrates 11 are fixed to the base substrate 8 on the surface of the base substrate 8 opposite to the bonding surface 9 </ b> A between the base substrate 8 and the semiconductor element 9.

そして、外装樹脂12はベース基板8と、半導体素子9と、リードフレーム10と、絶縁基板11と、を覆っている。半導体素子9は全面が覆われ、外装樹脂12によって密閉されている。ベース基板8は外装樹脂12から露出した部分を除いて外装樹脂12によって覆われている。リードフレーム10は外装樹脂12から露出した部分を除いて外装樹脂12によって覆われている。絶縁基板11は外装樹脂12から露出した部分を除いて外装樹脂12によって覆われている。   The exterior resin 12 covers the base substrate 8, the semiconductor element 9, the lead frame 10, and the insulating substrate 11. The entire surface of the semiconductor element 9 is covered and sealed with an exterior resin 12. The base substrate 8 is covered with the exterior resin 12 except for a portion exposed from the exterior resin 12. The lead frame 10 is covered with the exterior resin 12 except for a portion exposed from the exterior resin 12. The insulating substrate 11 is covered with the exterior resin 12 except for a portion exposed from the exterior resin 12.

ここで、ベース基板8とリードフレーム10とは、銅もしくは銅合金によって形成されている。さらにベース基板8はリードフレーム10よりも厚く形成されている。   Here, the base substrate 8 and the lead frame 10 are formed of copper or a copper alloy. Further, the base substrate 8 is formed thicker than the lead frame 10.

以上の構成により、半導体素子9で生じた熱は、共に熱伝導の能力が高いリードフレーム10とベース基板8とを介して半導体装置7の外部へ放出される。ここで特に、半導体素子9からベース基板8へ伝えられた熱は、半導体素子9側から絶縁基板11側へ伝えられる。ベース基板8はリードフレーム10よりも厚く大きな断面積で形成されていて、かつ、熱を伝え易い銅や銅合金で形成されている。このため、半導体素子9で生じた熱は半導体素子9側から絶縁基板11側へ向かうにしたがって広範囲に拡散される。これにより半導体素子9の放熱性は、リードフレーム10と、特にベース基板8とによって向上する。   With the above configuration, the heat generated in the semiconductor element 9 is released to the outside of the semiconductor device 7 through the lead frame 10 and the base substrate 8, both of which have a high heat conduction capability. Here, in particular, the heat transferred from the semiconductor element 9 to the base substrate 8 is transferred from the semiconductor element 9 side to the insulating substrate 11 side. The base substrate 8 is formed to be thicker and larger in cross-sectional area than the lead frame 10 and is made of copper or a copper alloy that easily conducts heat. For this reason, the heat generated in the semiconductor element 9 is diffused over a wide range from the semiconductor element 9 side toward the insulating substrate 11 side. Thereby, the heat dissipation of the semiconductor element 9 is improved by the lead frame 10 and particularly the base substrate 8.

ここでさらに、既にベース基板8で広範囲に拡散された熱が、絶縁基板11へと伝えられる。絶縁基板11は複数に分割されているので、広範囲に拡散されたうえで分散された熱が、個々の絶縁基板11に伝えられる。よって、絶縁基板11に生じる熱に伴う膨張もまた分散された状態となる。これにより、ベース基板8と絶縁基板11との膨張係数の差異に起因して、特に絶縁基板11に生じる機械的な応力は、特定のベース基板8には集中しにくい状態となる。   Here, the heat that has already been diffused widely in the base substrate 8 is transferred to the insulating substrate 11. Since the insulating substrate 11 is divided into a plurality of parts, heat diffused and dispersed is transmitted to the individual insulating substrates 11. Therefore, the expansion caused by the heat generated in the insulating substrate 11 is also dispersed. Thereby, due to the difference in expansion coefficient between the base substrate 8 and the insulating substrate 11, the mechanical stress generated particularly on the insulating substrate 11 is not easily concentrated on the specific base substrate 8.

以上から、半導体素子9が高熱を発し半導体装置7に内部に高い温度で大きな応力が生じても、この応力はベース基板8で分散されるので個々の絶縁基板11に加わる熱は抑制される。さらに、絶縁基板11は個片化されて小さな面積や体積を有した形態としていることで、大きな面積や体積を有したものに比較して個々の絶縁基板11に生じる応力は小さくなる。したがって、熱に起因した歪による割れや亀裂が生じ難くなる。この結果、半導体装置7が高い放熱効率を常に維持することができ、高い信頼性を維持することができる。   As described above, even if the semiconductor element 9 generates a high heat and a large stress is generated in the semiconductor device 7 at a high temperature, the stress is dispersed in the base substrate 8, so that the heat applied to each insulating substrate 11 is suppressed. Further, since the insulating substrate 11 is divided into pieces and has a small area and volume, the stress generated in each insulating substrate 11 is smaller than that having a large area and volume. Therefore, cracks and cracks due to strain caused by heat are less likely to occur. As a result, the semiconductor device 7 can always maintain high heat dissipation efficiency, and high reliability can be maintained.

以下、半導体装置7の構成について詳しく説明する。半導体素子9はベース基板8に半田や導電ペーストなど(図示せず)を用いて接合されている。半導体素子9はリードフレーム10へ、半導体素子9におけるベース基板8との接合面9Aの反対面で半田などを用いて接合されている。複数の絶縁基板11はベース基板8へ、ベース基板8におけるベース基板8と半導体素子9との接合面9Aの反対面で高伝熱性樹脂や接着剤(図示せず)などを用いて固定されている。   Hereinafter, the configuration of the semiconductor device 7 will be described in detail. The semiconductor element 9 is joined to the base substrate 8 using solder, conductive paste or the like (not shown). The semiconductor element 9 is bonded to the lead frame 10 on the opposite surface of the semiconductor element 9 from the bonding surface 9A with the base substrate 8 using solder or the like. The plurality of insulating substrates 11 are fixed to the base substrate 8 on the opposite surface of the base substrate 8 to the bonding surface 9A between the base substrate 8 and the semiconductor element 9 using a high heat transfer resin or an adhesive (not shown). Yes.

そして、外装樹脂12はベース基板8と、半導体素子9と、リードフレーム10と、絶縁基板11と、を覆っている。半導体素子9は外装樹脂12によって、ベース基板8およびリードフレーム10との接合面を除いて全面が覆われ封止されている。ベース基板8は外装樹脂12によって、半導体素子9および絶縁基板11との接合面を除いて覆われ、延出部8Aが外装樹脂12から露出している。リードフレーム10は外装樹脂12によって、半導体素子9との接合面を除いて覆われ、延出部10Aが外装樹脂12から露出している。絶縁基板11は外装樹脂12によって、ベース基板8と絶縁基板11との接合面11Aを除いて覆われ、接合面11Aの反対面の放熱面11Bが外装樹脂12から露出している。   The exterior resin 12 covers the base substrate 8, the semiconductor element 9, the lead frame 10, and the insulating substrate 11. The entire surface of the semiconductor element 9 is covered and sealed with an exterior resin 12 except for the joint surface between the base substrate 8 and the lead frame 10. The base substrate 8 is covered with the exterior resin 12 except for the joint surface between the semiconductor element 9 and the insulating substrate 11, and the extending portion 8 </ b> A is exposed from the exterior resin 12. The lead frame 10 is covered with the exterior resin 12 except for the joint surface with the semiconductor element 9, and the extending portion 10 </ b> A is exposed from the exterior resin 12. The insulating substrate 11 is covered with the exterior resin 12 except for the joint surface 11A between the base substrate 8 and the insulating substrate 11, and the heat radiation surface 11B opposite to the joint surface 11A is exposed from the exterior resin 12.

ここで、リードフレーム10および、ベース基板8には大電流が通電可能な状態となっている。延出部10Aおよび延出部8Aは半導体装置7における入力や出力の端部として用いることができる。ここで外装樹脂12には、熱硬化性樹脂の例えばエポキシ樹脂などが用いられる。   Here, the lead frame 10 and the base substrate 8 can be energized with a large current. The extending part 10 </ b> A and the extending part 8 </ b> A can be used as input and output ends in the semiconductor device 7. Here, as the exterior resin 12, a thermosetting resin such as an epoxy resin is used.

リードフレーム10やベース基板8は、延出部10Aや延出部8Aを有さずに、外装樹脂12によって完全に封止されていてもよい。このとき、半導体装置7の外部と、リードフレーム10やベース基板8との接続には、リードフレーム10やベース基板8に接続されて半導体装置7から外部へと引き出される銅線(図示せず)が用いられるとよい。   The lead frame 10 and the base substrate 8 may be completely sealed with the exterior resin 12 without having the extending portion 10A and the extending portion 8A. At this time, for connection between the outside of the semiconductor device 7 and the lead frame 10 or the base substrate 8, a copper wire (not shown) connected to the lead frame 10 or the base substrate 8 and drawn out from the semiconductor device 7. Should be used.

以上のように、半導体素子9の一方の面にはリードフレーム10が直接に接続され、半導体素子9におけるリードフレームとの接続面の反対面にはベース基板8が直接に接続されている。言い換えると、半導体素子9は大きな厚みの導体に挟まれて配置されている。そして、電気抵抗が非常に低いリードフレーム10やベース基板8が大きな電流が流れる導体部分に相当するので、大電流が通電することに起因する電力損失や、これに伴う導体での発熱も低減される。これにより、リードフレーム10やベース基板8が熱伝導に対して大きな役割を担う。   As described above, the lead frame 10 is directly connected to one surface of the semiconductor element 9, and the base substrate 8 is directly connected to the opposite surface of the semiconductor element 9 to the connection surface with the lead frame. In other words, the semiconductor element 9 is disposed between conductors having a large thickness. Since the lead frame 10 and the base substrate 8 having a very low electrical resistance correspond to conductor portions through which a large current flows, power loss caused by energization of a large current and heat generation in the conductor accompanying this are reduced. The Thereby, the lead frame 10 and the base substrate 8 play a big role with respect to heat conduction.

図1ではリードフレーム10は単なる矩形状の断面として示されている。しかしながら、リードフレーム10は単なる板状の導体ではなく、板状の導体が打ち抜かれることなどによって様々な配線パターンが形成されている。よって、図1では単一の導体として示されているものの、実際には複数の、かつ枝分かれした導体がリードフレーム10を構成している。したがって、IGBT(絶縁ゲートバイポーラトランジスタ)やFET(電界効果トランジスタ)が半導体素子9に用いられた場合には、半導体素子9のゲート端子がリードフレーム10の一部に接続され、リードフレーム10の他の一部にソース端子あるいはドレイン端子が接続され、ベース基板8にはドレイン端子あるいはソース端子が接続される。   In FIG. 1, the lead frame 10 is shown as a simple rectangular cross section. However, the lead frame 10 is not a simple plate-like conductor, and various wiring patterns are formed by punching the plate-like conductor. Therefore, although shown as a single conductor in FIG. 1, a plurality of branched conductors actually constitute the lead frame 10. Therefore, when an IGBT (insulated gate bipolar transistor) or FET (field effect transistor) is used for the semiconductor element 9, the gate terminal of the semiconductor element 9 is connected to a part of the lead frame 10, and A source terminal or a drain terminal is connected to a part of the base substrate 8, and a drain terminal or a source terminal is connected to the base substrate 8.

先にも述べたように、半導体素子9が高熱を発しても、この熱は特にベース基板8で分散されるので半導体装置7の一部に大きな応力が集中することはない。言い換えると、個々の絶縁基板11に加わる熱、および個々の絶縁基板11に生じる応力は、分散されて小さくなる。さらに、絶縁基板11は個片化されているので、熱に起因した歪による割れや亀裂が生じ難くなる。この結果、半導体装置7が高い放熱効率を常に維持することができる。   As described above, even if the semiconductor element 9 generates a high heat, the heat is dispersed particularly in the base substrate 8, so that a large stress does not concentrate on a part of the semiconductor device 7. In other words, the heat applied to each insulating substrate 11 and the stress generated in each insulating substrate 11 are dispersed and become smaller. Furthermore, since the insulating substrate 11 is divided into pieces, cracks and cracks due to strain caused by heat are less likely to occur. As a result, the semiconductor device 7 can always maintain high heat dissipation efficiency.

したがって、ベース基板8を厚くするにつれて熱が速く、かつ、広い範囲へ拡散される。このため、個々の絶縁基板11は集団として配置されることで、大きな面積で広い範囲に配置することができ、放熱に関する効果が増大する。そして、絶縁基板11は個片に分割されているので、多くの絶縁基板11が広い範囲に集団として配置されても個々の絶縁基板11に生じる機械的な歪は小さく維持される。よって、熱伝導性および絶縁性が優れる一方で機械的に脆いセラミック材料が絶縁基板11に用いられても、絶縁基板11は割れなどによる伝熱特性や放熱特性の低下を起こし難い。   Therefore, as the base substrate 8 is thickened, heat is rapidly diffused over a wide range. For this reason, by arranging the individual insulating substrates 11 as a group, they can be arranged in a wide area with a large area, and the effect on heat dissipation increases. Since the insulating substrate 11 is divided into individual pieces, even if many insulating substrates 11 are arranged as a group in a wide range, the mechanical strain generated in each insulating substrate 11 is kept small. Therefore, even when a ceramic material that is excellent in thermal conductivity and insulation but mechanically brittle is used for the insulating substrate 11, the insulating substrate 11 is unlikely to deteriorate heat transfer characteristics and heat dissipation characteristics due to cracks and the like.

図1では、単一の半導体素子9が複数の個片化された絶縁基板11に対応して配置されている。この場合、半導体素子9は個々の絶縁基板11に対して概ね均等な距離を隔てて配置されるとよい。あるいは、単一の半導体素子9は複数の絶縁基板11に対面し、複数の絶縁基板11に跨った位置関係に配置されてもよい。これにより、半導体素子9は個々の絶縁基板11に対して半導体素子9で生じた熱を概ね均等に伝えることができる。この結果、個々の絶縁基板11の放熱効率は向上し、必然的に半導体装置7の放熱効率は向上する。   In FIG. 1, a single semiconductor element 9 is arranged corresponding to a plurality of separated insulating substrates 11. In this case, it is preferable that the semiconductor elements 9 are arranged with a substantially uniform distance from each insulating substrate 11. Alternatively, the single semiconductor element 9 may face the plurality of insulating substrates 11 and be arranged in a positional relationship across the plurality of insulating substrates 11. Thereby, the semiconductor element 9 can transmit the heat generated in the semiconductor element 9 to the individual insulating substrates 11 substantially evenly. As a result, the heat dissipation efficiency of the individual insulating substrates 11 is improved, and the heat dissipation efficiency of the semiconductor device 7 is necessarily improved.

また、図1で絶縁基板11は互いに外装樹脂12の一部を介して並列配置されているが、絶縁基板11は互いに外装樹脂12の一部を介さずに接触して並列配置されてもよい。複数の絶縁基板11が互いに接触していても絶縁基板11は個片化されているため、絶縁基板11は温度変化に伴う膨張や収縮によって機械的な歪に伴う影響を互いに与え難い。これにより、ベース基板8の単位面積当たりに多くの絶縁基板11が配置され、半導体装置7の放熱効率は向上する。   Further, in FIG. 1, the insulating substrates 11 are arranged in parallel with each other through a part of the exterior resin 12, but the insulating substrates 11 may be arranged in contact with each other without passing through a part of the exterior resin 12. . Even if the plurality of insulating substrates 11 are in contact with each other, the insulating substrates 11 are separated into individual pieces. Therefore, the insulating substrates 11 are unlikely to be affected by mechanical strain due to expansion and contraction accompanying temperature changes. Thereby, a large number of insulating substrates 11 are arranged per unit area of the base substrate 8, and the heat dissipation efficiency of the semiconductor device 7 is improved.

さらに、図2は本発明の実施の形態における半導体装置7の放熱板を用いた構成を示す断面図である。図2に示すように、半導体装置7における絶縁基板11の放熱面11Bには放熱板13が取り付けられるとよい。これによって、すでに半導体装置7の内部で、特にベース基板8で分散されて絶縁基板11へと伝えられた熱は、さらに放熱板13によって分散されたうえで外部へと放射される。これによって半導体装置7の放熱効率はさらに向上する。   Further, FIG. 2 is a cross-sectional view showing a configuration using the heat sink of the semiconductor device 7 in the embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, a heat radiating plate 13 may be attached to the heat radiating surface 11 </ b> B of the insulating substrate 11 in the semiconductor device 7. As a result, the heat that has already been dispersed inside the semiconductor device 7, particularly the base substrate 8 and transmitted to the insulating substrate 11, is further dispersed by the heat radiating plate 13 and then radiated to the outside. As a result, the heat dissipation efficiency of the semiconductor device 7 is further improved.

ここで、絶縁基板11と放熱板13とは、ベース基板8と絶縁基板11との固定と同様に半田などの金属接合や高伝熱性樹脂(図示せず)などを用いて固定されるとよい。特に、半田などの金属接合などが用いられても先に述べたように、絶縁基板11は個片化されて応力が生じ難いので接合面の接続信頼性は維持される。そして当然ながら、伝熱性や放熱性が向上する。   Here, the insulating substrate 11 and the heat radiating plate 13 may be fixed using metal bonding such as solder, high heat transfer resin (not shown), or the like, similarly to the fixing of the base substrate 8 and the insulating substrate 11. . In particular, even when metal bonding such as solder is used, as described above, the insulating substrate 11 is divided into pieces and hardly generates stress, so that the connection reliability of the bonding surface is maintained. Of course, heat transfer and heat dissipation are improved.

また、放熱板13には伝熱性がよい、アルミニウムやアルミニウム合金、あるいは銅や銅合金などが用いられるとよい。ここでは板状の放熱板13が図示されているが、放熱板13はこのような形状に限ったものではなく、放熱面に凹凸を設けて表面積を大きくして放熱性を向上させる形状などであってもよい。   The heat radiating plate 13 may be made of aluminum, aluminum alloy, copper, copper alloy, or the like having good heat conductivity. Here, the plate-like heat sink 13 is illustrated, but the heat sink 13 is not limited to such a shape, but has a shape that increases the surface area by providing irregularities on the heat dissipation surface to improve heat dissipation. There may be.

また、図3は本発明の実施の形態における半導体装置7の複数の半導体素子9を用いた構成を示す断面図である。図3に示すように複数の半導体素子9がベース基板8およびリードフレーム10に接続されても、あるいは配置されてもよい。そして、半導体素子9と絶縁基板11とはベース基板8を介して1対1で対向して配置されるとよい。例えば図3に示すように、半導体素子9Xと絶縁基板11Xとは、正面で対面して配置され1組の熱源である半導体素子9Xと伝熱体である絶縁基板11Xとされるとよい。半導体素子9Yと絶縁基板11Yと、および半導体素子9Zと絶縁基板11Zとも同様に、正対して配置され1組とされるとよい。ここで、半導体素子9Xの発熱量が最も大きいと仮定すると、絶縁基板11Xのベース基板8への投影面積を他の絶縁基板11に比較して最も大きくするとよい。あるいは、半導体素子9Zの発熱量が最も小さいと仮定すると、絶縁基板11Zのベース基板8への投影面積を他の絶縁基板11に比較して最も小さくするとよい。言い換えると、絶縁基板11X、11Y、11Zのベース基板8への投影面積は概ね伝熱能力に相当するので、これらの投影面積は半導体素子9X、9Y、9Zのそれぞれの発熱量に応じて決定すればよい。   FIG. 3 is a cross-sectional view showing a configuration using a plurality of semiconductor elements 9 of the semiconductor device 7 in the embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, a plurality of semiconductor elements 9 may be connected to the base substrate 8 and the lead frame 10 or may be arranged. The semiconductor element 9 and the insulating substrate 11 are preferably disposed to face each other with the base substrate 8 therebetween. For example, as shown in FIG. 3, the semiconductor element 9 </ b> X and the insulating substrate 11 </ b> X may be arranged to face each other in the front and be a semiconductor element 9 </ b> X that is a set of heat sources and an insulating substrate 11 </ b> X that is a heat transfer body. Similarly, the semiconductor element 9Y and the insulating substrate 11Y, and the semiconductor element 9Z and the insulating substrate 11Z may be arranged facing each other to form one set. Here, assuming that the amount of heat generated by the semiconductor element 9 </ b> X is the largest, the projected area of the insulating substrate 11 </ b> X onto the base substrate 8 may be the largest compared to the other insulating substrates 11. Alternatively, assuming that the amount of heat generated by the semiconductor element 9Z is the smallest, the projected area of the insulating substrate 11Z onto the base substrate 8 may be made the smallest compared to the other insulating substrates 11. In other words, since the projected areas of the insulating substrates 11X, 11Y, and 11Z on the base substrate 8 substantially correspond to the heat transfer capability, these projected areas are determined according to the respective heat generation amounts of the semiconductor elements 9X, 9Y, and 9Z. That's fine.

図3では、半導体素子9Xと絶縁基板11Xと、半導体素子9Yと絶縁基板11Yと、および半導体素子9Zと絶縁基板11Zと、全てが1対1で対向配置されている。しかしながら、全てが1対1で対向配置される必要はない。例えば半導体素子9Xと絶縁基板11Xとが最も放熱性を要する場合、半導体素子9Xと絶縁基板11Xのみが1対1で対向配置され、他の半導体素子9Yや半導体素子9Zは、絶縁基板11Yや絶縁基板11Zは1対1で対向配置されてなくてもよい。言い換えると、所定の組み合わせのみが1対1で対向配置されてよい。   In FIG. 3, the semiconductor element 9X and the insulating substrate 11X, the semiconductor element 9Y and the insulating substrate 11Y, and the semiconductor element 9Z and the insulating substrate 11Z are all arranged in a one-to-one relationship. However, it is not necessary that all of them are arranged one-on-one. For example, when the semiconductor element 9X and the insulating substrate 11X require the most heat dissipation, only the semiconductor element 9X and the insulating substrate 11X are arranged to face each other, and the other semiconductor elements 9Y and 9Z are connected to the insulating substrate 11Y and the insulating substrate 11X. The board | substrate 11Z does not need to be opposingly arranged by 1 to 1. In other words, only predetermined combinations may be arranged to face each other on a one-to-one basis.

これにより、絶縁基板11は放熱量に応じて適切な大きさに決定できるので、過剰な放熱特性に伴う過剰な面積を有さなくなる。よって半導体装置7の外部からの衝撃に起因した割れや亀裂が生じ難くなる。そして、半導体装置7の放熱効率や信頼性は高い状態で維持される。   As a result, the insulating substrate 11 can be determined to an appropriate size according to the amount of heat dissipation, and therefore does not have an excessive area due to excessive heat dissipation characteristics. Therefore, cracks and cracks due to impact from the outside of the semiconductor device 7 are less likely to occur. And the heat dissipation efficiency and reliability of the semiconductor device 7 are maintained in a high state.

また、絶縁基板11が配置される位置に応じて、絶縁基板11のベース基板8への投影面積が決定されてもよい。例えば、ベース基板8における最も延出部8Aに近い位置に設けられた絶縁基板11Zは、絶縁基板11Xもしくは絶縁基板11Yよりも投影面積を小さくしてもよい。あるいは、絶縁基板11Zは複数の絶縁基板11の中で最も投影面積を小さくするとよい。   Further, the projection area of the insulating substrate 11 onto the base substrate 8 may be determined according to the position where the insulating substrate 11 is disposed. For example, the projected area of the insulating substrate 11Z provided at the position closest to the extending portion 8A in the base substrate 8 may be smaller than that of the insulating substrate 11X or the insulating substrate 11Y. Alternatively, the insulating substrate 11Z may have the smallest projected area among the plurality of insulating substrates 11.

ベース基板8がリードフレーム10よりも厚く、ベース基板8による熱伝導効果や熱拡散効果が大きい場合、複数の半導体素子9で生じた熱の一部は、ベース基板8を通じて延出部8Aに伝搬され、半導体装置7の外部へと排出される。このため、最も延出部8Aに近い位置に設けられた絶縁基板11Zは、他の絶縁基板11X、11Yに比較して放熱に関する能力が低くても、特に半導体素子9Zで生じた熱は延出部8Aに近接したベース基板8によって延出部8Aへと排出され易い。このため、半導体装置7の全体における放熱能力は低下し難い。これにより、特に最も延出部8Aに近く配置された絶縁基板11Zは、対面する半導体素子9Zの放熱量に対応した大きさよりも小さく決定できる。したがって、絶縁基板11におけるベース基板8への投影面積は小さくなり、半導体装置7の外部からの衝撃に起因した割れや亀裂が生じ難くなる。そして、半導体装置7の放熱効率や信頼性は高い状態で維持される。   When the base substrate 8 is thicker than the lead frame 10 and the heat conduction effect and heat diffusion effect by the base substrate 8 are large, a part of the heat generated in the plurality of semiconductor elements 9 propagates through the base substrate 8 to the extending portion 8A. And discharged to the outside of the semiconductor device 7. For this reason, even if the insulating substrate 11Z provided at the position closest to the extending portion 8A has a lower ability for heat dissipation than the other insulating substrates 11X and 11Y, the heat generated in the semiconductor element 9Z is particularly extended. The base substrate 8 proximate to the portion 8A is likely to be discharged to the extending portion 8A. For this reason, the heat radiation capability of the entire semiconductor device 7 is unlikely to decrease. Thereby, in particular, the insulating substrate 11Z disposed closest to the extending portion 8A can be determined to be smaller than the size corresponding to the heat radiation amount of the semiconductor element 9Z facing each other. Therefore, the projected area of the insulating substrate 11 onto the base substrate 8 is reduced, and cracks and cracks due to impacts from the outside of the semiconductor device 7 are less likely to occur. And the heat dissipation efficiency and reliability of the semiconductor device 7 are maintained in a high state.

また、図4は本発明の実施の形態における半導体装置7の要部を拡大した断面図である。図4の破線の軌跡に示すように、絶縁基板11のベース基板8への投影面積は、半導体素子9のベース基板8への投影面積よりも小さくしてもよい。あるいは、絶縁基板11のベース基板8への投影形状は、半導体素子9のベース基板8への投影形状に包含されてもよい。先にも述べたように、ベース基板8がリードフレーム10よりも厚く、ベース基板8は熱拡散効果が大きいので、複数の半導体素子9で生じた熱の一部は、ベース基板8を通じて延出部8Aに伝搬され、半導体装置7の外部へと排出される。このため、複数の絶縁基板11は複数の半導体素子9で生じた熱の一部を放出すればよい。よって、半導体素子9X対面する絶縁基板11Xのベース基板8への投影形状あるいは投影面積は、半導体素子9Xのベース基板8への投影形状あるいは投影面積に包含される、あるいは小さくてもよい。したがって、半導体装置7の外部からの衝撃に起因した、絶縁基板11における割れや亀裂が生じ難くなる。そして、半導体装置7の放熱効率や信頼性は高い状態で維持される。   FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the semiconductor device 7 according to the embodiment of the present invention. As shown in the locus of the broken line in FIG. 4, the projected area of the insulating substrate 11 onto the base substrate 8 may be smaller than the projected area of the semiconductor element 9 onto the base substrate 8. Alternatively, the projected shape of the insulating substrate 11 onto the base substrate 8 may be included in the projected shape of the semiconductor element 9 onto the base substrate 8. As described above, since the base substrate 8 is thicker than the lead frame 10 and the base substrate 8 has a large thermal diffusion effect, part of the heat generated in the plurality of semiconductor elements 9 extends through the base substrate 8. Propagated to the part 8 </ b> A and discharged to the outside of the semiconductor device 7. For this reason, the plurality of insulating substrates 11 may release part of the heat generated in the plurality of semiconductor elements 9. Therefore, the projected shape or projected area of the insulating substrate 11X facing the semiconductor element 9X on the base substrate 8 may be included in the projected shape or projected area of the semiconductor element 9X on the base substrate 8 or may be small. Therefore, it is difficult for the insulating substrate 11 to be cracked or cracked due to an impact from the outside of the semiconductor device 7. And the heat dissipation efficiency and reliability of the semiconductor device 7 are maintained in a high state.

このとき、例えば、半導体素子9Xで生じた熱は絶縁基板11Xへ伝えられるとともに、絶縁基板11Xに隣接する絶縁基板11Yへも伝えられる。これにより、半導体素子9Xで生じた熱は絶縁基板11Xと11Yとによっても半導体装置7の外部へと放出される。よって単一の絶縁基板11は、ベース基板8を介して対向する単一の半導体素子9の放熱量に応じた適切な大きさよりもさらに小さく決定できるので、絶縁基板11の面積が小さくでき、半導体装置7の外部からの衝撃に起因した割れや亀裂が生じ難くなる。そして、半導体装置7の放熱効率や信頼性は高い状態で維持される。   At this time, for example, heat generated in the semiconductor element 9X is transmitted to the insulating substrate 11X and also transmitted to the insulating substrate 11Y adjacent to the insulating substrate 11X. Thereby, the heat generated in the semiconductor element 9X is released to the outside of the semiconductor device 7 also by the insulating substrates 11X and 11Y. Therefore, since the single insulating substrate 11 can be determined to be smaller than the appropriate size according to the heat radiation amount of the single semiconductor element 9 opposed via the base substrate 8, the area of the insulating substrate 11 can be reduced, and the semiconductor Cracks and cracks due to impact from the outside of the device 7 are less likely to occur. And the heat dissipation efficiency and reliability of the semiconductor device 7 are maintained in a high state.

ここで半導体素子9Xを例として、半導体素子9Xから発せられる熱が、半導体素子9Xに対面する絶縁基板11Xと、絶縁基板11Xに隣接配置された絶縁基板11Yと、によって効率よく放熱されるために、以下の条件とすることがのぞましい。ここで、絶縁基板11Xと、絶縁基板11Xに隣接配置された絶縁基板11Yとを隔てる距離がLとされ、ベース基板8の厚さがTBとされると、TB>Lとすることで放熱効果は顕著となり易い。   Here, taking the semiconductor element 9X as an example, heat generated from the semiconductor element 9X is efficiently dissipated by the insulating substrate 11X facing the semiconductor element 9X and the insulating substrate 11Y disposed adjacent to the insulating substrate 11X. The following conditions are desirable. Here, when the distance separating the insulating substrate 11X and the insulating substrate 11Y disposed adjacent to the insulating substrate 11X is L and the thickness of the base substrate 8 is TB, the heat dissipation effect is obtained by setting TB> L. Tends to be prominent.

半導体素子9Xから発せられる熱は、図中矢印のHv、Hd、Hhのそれぞれの方向へ伝搬されるが、ベース基板8は大きな値のTBを有する厚い銅などの金属であるため、時間の経過とともにHd方向への熱の伝搬が大きくなる。そして、上記のようにTB>Lの条件が満たされると、半導体素子9Xとベース基板8との接合面9Aは、絶縁基板11Yへ正面ではないものの概ね対面する位置関係に近くなる。このため、半導体素子9Xから発せられる熱は、絶縁基板11Xのみならず、絶縁基板11Yへも効率よく伝えられる。したがって、TB>Lとすることで放熱効果は顕著となり易い。   The heat generated from the semiconductor element 9X is propagated in the directions indicated by the arrows Hv, Hd, and Hh in the figure, but the base substrate 8 is a metal such as thick copper having a large value of TB, so that time elapses. At the same time, heat propagation in the Hd direction increases. When the condition of TB> L is satisfied as described above, the bonding surface 9A between the semiconductor element 9X and the base substrate 8 is close to a positional relationship that generally faces the insulating substrate 11Y, although it is not front. For this reason, the heat generated from the semiconductor element 9X is efficiently transmitted not only to the insulating substrate 11X but also to the insulating substrate 11Y. Therefore, by setting TB> L, the heat dissipation effect is likely to be remarkable.

上記の効果は、半導体素子9Yから発せられる熱が、絶縁基板11Yのみならず、絶縁基板11Xへも効率よく伝えられる点で、同様である。   The above effect is the same in that heat generated from the semiconductor element 9Y can be efficiently transmitted not only to the insulating substrate 11Y but also to the insulating substrate 11X.

そして、上記の効果は、半導体素子9Xと半導体素子9Yとが交互に発熱する場合に、特に有効となる。一例として、図5は本発明の実施の形態における半導体装置7を用いたインバータ回路14のブロック図である。図5に示すように、インバータ回路14は、半導体素子9Xに相当するスイッチング素子を制御素子15によって制御し、インダクタンス素子16を用いて直流電源17の直流電圧を交流電圧へと変換する。   The above effect is particularly effective when the semiconductor element 9X and the semiconductor element 9Y generate heat alternately. As an example, FIG. 5 is a block diagram of an inverter circuit 14 using the semiconductor device 7 in the embodiment of the present invention. As shown in FIG. 5, the inverter circuit 14 controls a switching element corresponding to the semiconductor element 9 </ b> X by the control element 15, and converts the DC voltage of the DC power supply 17 into an AC voltage using the inductance element 16.

ここで、半導体素子9Xは上記のようにスイッチング素子に相当し、半導体素子9Yは整流素子に相当する。スイッチング素子はIGBTやFETで、整流素子はダイオードであって、直流電源17の極性に対して逆極性で接続されている。また、半導体素子9Xおよび半導体素子9Yが、上側アームおよび下側アームそれぞれに設けられている。   Here, the semiconductor element 9X corresponds to a switching element as described above, and the semiconductor element 9Y corresponds to a rectifying element. The switching element is an IGBT or FET, and the rectifying element is a diode, which is connected with a polarity opposite to that of the DC power supply 17. Further, the semiconductor element 9X and the semiconductor element 9Y are provided in the upper arm and the lower arm, respectively.

先ず、第1の動作として、上側アームの半導体素子9XがONしたとき、上側アームの半導体素子9Yには逆バイアスが印加される状態となり、半導体素子9Yは動作しない。言い換えるとこのとき、上側アームの半導体素子9Xは発熱し、上側アームの半導体素子9Yは発熱しない。このとき、下側アームの半導体素子9XはOFFしている。   First, as a first operation, when the semiconductor element 9X of the upper arm is turned on, a reverse bias is applied to the semiconductor element 9Y of the upper arm, and the semiconductor element 9Y does not operate. In other words, at this time, the semiconductor element 9X of the upper arm generates heat, and the semiconductor element 9Y of the upper arm does not generate heat. At this time, the semiconductor element 9X of the lower arm is OFF.

つぎに、第2の動作として、上側アームの半導体素子9XがOFFしたときインダクタンス素子16に蓄えられたエネルギーは即座に遮断できないため、下側アームの半導体素子9Yには順バイアスが印加される状態となり、下側アームの半導体素子9Yは動作する。言い換えるとこのとき、下側アームの半導体素子9Yは発熱し、上側アームの半導体素子9Xは発熱しない。   Next, as a second operation, since the energy stored in the inductance element 16 cannot be immediately cut off when the semiconductor element 9X of the upper arm is turned off, a forward bias is applied to the semiconductor element 9Y of the lower arm. Thus, the semiconductor element 9Y of the lower arm operates. In other words, at this time, the semiconductor element 9Y of the lower arm generates heat, and the semiconductor element 9X of the upper arm does not generate heat.

またつぎに、第3の動作として、下側アームの半導体素子9XがONしたとき、下側アームの半導体素子9Yには逆バイアスが印加される状態となり、半導体素子9Yは動作しない。言い換えるとこのとき、下側アームの半導体素子9Xは発熱し、下側アームの半導体素子9Yは発熱しない。このとき、上側アームの半導体素子9XはOFFしている。   Next, as a third operation, when the semiconductor element 9X of the lower arm is turned on, a reverse bias is applied to the semiconductor element 9Y of the lower arm, and the semiconductor element 9Y does not operate. In other words, at this time, the semiconductor element 9X of the lower arm generates heat, and the semiconductor element 9Y of the lower arm does not generate heat. At this time, the semiconductor element 9X of the upper arm is OFF.

つぎに、第4の動作として、下側アームの半導体素子9XがOFFしたときインダクタンス素子16に蓄えられたエネルギーは即座に遮断できないため、上側アームの半導体素子9Yには順バイアスが印加される状態となり、上側アームの半導体素子9Yは動作する。言い換えるとこのとき、上側アームの半導体素子9Yは発熱し、上側アームの半導体素子9Xは発熱しない。   Next, as a fourth operation, since the energy stored in the inductance element 16 cannot be immediately cut off when the lower arm semiconductor element 9X is turned OFF, a forward bias is applied to the upper arm semiconductor element 9Y. Thus, the semiconductor element 9Y of the upper arm operates. In other words, at this time, the semiconductor element 9Y of the upper arm generates heat, and the semiconductor element 9X of the upper arm does not generate heat.

このように、図5のインバータ回路では第1の動作から第4の動作までが繰り返し行われる。そして、図4に示す半導体素子9Xと半導体素子9Yとは、何れか一方が動作して双方が同時に動作しない場合に、絶縁基板11Xと絶縁基板11Yとは効率よく放熱に関する効果を発揮する。   Thus, in the inverter circuit of FIG. 5, the first operation to the fourth operation are repeatedly performed. When either one of the semiconductor element 9X and the semiconductor element 9Y shown in FIG. 4 operates and both do not operate at the same time, the insulating substrate 11X and the insulating substrate 11Y efficiently exhibit an effect on heat dissipation.

本発明の半導体装置は、高い放熱効率を維持するという効果を有し、各種電子機器において有用である。   The semiconductor device of the present invention has an effect of maintaining high heat dissipation efficiency, and is useful in various electronic devices.

7 半導体装置
8 ベース基板
8A、10A 延出部
9、9X、9Y、9Z 半導体素子
9A、11A 接合面
10 リードフレーム
11、11X、11Y、11Z 絶縁基板
11B 放熱面
12 外装樹脂
13 放熱板
14 インバータ回路
15 制御素子
16 インダクタンス素子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 7 Semiconductor device 8 Base substrate 8A, 10A Extension part 9, 9X, 9Y, 9Z Semiconductor element 9A, 11A Bonding surface 10 Lead frame 11, 11X, 11Y, 11Z Insulating substrate 11B Heat radiation surface 12 Exterior resin 13 Heat radiation plate 14 Inverter circuit 15 Control element 16 Inductance element

Claims (4)

ベース基板と、
前記ベース基板に接合された半導体素子と、
前記半導体素子における前記ベース基板との接合面の反対面に接合されたリードフレームと、
前記ベース基板における前記半導体素子との接合面の反対面に固定された複数の絶縁基板と、
前記半導体素子の全面と前記ベース基板の一部と前記リードフレームの一部と前記複数の絶縁基板との一部とを覆う外装樹脂と、を備え、
前記ベース基板と前記リードフレームとは、銅もしくは銅合金によって形成され、
前記ベース基板は前記リードフレームよりも厚く形成された、
半導体装置。
A base substrate;
A semiconductor element bonded to the base substrate;
A lead frame bonded to a surface opposite to the bonding surface with the base substrate in the semiconductor element;
A plurality of insulating substrates fixed to a surface opposite to the bonding surface with the semiconductor element in the base substrate;
An exterior resin that covers the entire surface of the semiconductor element, a part of the base substrate, a part of the lead frame, and a part of the plurality of insulating substrates;
The base substrate and the lead frame are formed of copper or a copper alloy,
The base substrate is formed thicker than the lead frame,
Semiconductor device.
前記半導体素子は、前記絶縁基板に、1対1で対向して配置された、
請求項1に記載の半導体装置。
The semiconductor element is disposed to face the insulating substrate in a one-to-one relationship.
The semiconductor device according to claim 1.
前記ベース基板に対する前記半導体素子の投影形状は、前記ベース基板に対する前記複数の絶縁基板の投影形状を包含し、
互いに隣接する前記複数の絶縁基板が隔てる距離の値は、前記ベース基板の厚さの値よりも小さい、
請求項2に記載の半導体装置。
The projected shape of the semiconductor element on the base substrate includes the projected shape of the plurality of insulating substrates on the base substrate,
The distance between the plurality of adjacent insulating substrates is smaller than the thickness of the base substrate.
The semiconductor device according to claim 2.
前記半導体素子は、
交互に電流が流れる、スイッチ素子と前記スイッチ素子に並列接続された整流素子とからなり、
前記スイッチ素子と前記整流素子とはそれぞれが、
前記複数の絶縁基板での異なる絶縁基板に対向して配置された、
請求項2に記載の半導体装置。
The semiconductor element is
Consisting of a switch element and a rectifying element connected in parallel to the switch element, in which current flows alternately,
Each of the switch element and the rectifying element is
Arranged to face different insulating substrates among the plurality of insulating substrates,
The semiconductor device according to claim 2.
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