(57)【要約】【課題】オンチップマイクロトランスを用いずに、小型化、低コスト化を実現することができるトランスを内蔵する半導体装置を提供する。【解決手段】高圧回路側の半導体素子１１と、低圧回路側の半導体素子１２と、高圧回路側の半導体素子１１を支持する高圧回路側のリードフレームの主面と所定の間隔を有し平行な第１の面上に、高圧回路側のリードフレームと一体的に形成された高圧回路側の平面コイル２３と、第１の面と異なり、低圧回路側の半導体素子を支持する低圧回路側のリードフレームの主面と所定の間隔を有し平行な第２の面上に、低圧回路側のリードフレームと一体的に形成された低圧回路側の平面コイル２４とを有し、高圧回路側の平面コイル２３と低圧回路側の平面コイル２４とは、平面視で互いに重なるように配置される。【選択図】図１
2010123898.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧回路側の半導体素子と、
低圧回路側の半導体素子と、
前記高圧回路側の半導体素子を支持する高圧回路側のリードフレームの主面と所定の間隔を有し、該主面と平行な第１の面上に、前記高圧回路側のリードフレームと一体的に形成された高圧回路側の平面コイルと、
前記第１の面と異なり、前記低圧回路側の半導体素子を支持する低圧回路側のリードフレームの主面と所定の間隔を有し、該主面と平行な第２の面上に、前記低圧回路側のリードフレームと一体的に形成された低圧回路側の平面コイルと
を有し、
前記高圧回路側の平面コイルと前記低圧回路側の平面コイルとは、平面視で互いに重なるように配置されることを特徴とする半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置に係り、特に平面トランスを内蔵する半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インバータ、コンバータ等の電力変換回路又は電力制御回路の機能を有する電力機器の需要の増大に伴って、パワー半導体素子を有するパワー半導体装置、及びパワー半導体装置を搭載したパワー半導体モジュールの需要が増大している。
【０００３】
パワー半導体素子としては、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（Insulated-Gate  Bipolar  Transistor、以下「ＩＧＢＴ」という。）が用いられる。ＩＧＢＴは、バイポーラトランジスタのベースを電界効果トランジスタ（Field-Effect  Transistor、以下「ＦＥＴ」という。）のゲートで置き換えたもので、電流駆動方式であるバイポーラトランジスタの高速性や耐電力性と、電圧駆動方式であるバイポーラトランジスタの省電力性を兼備した半導体素子である。
【０００４】
ＩＧＢＴをパワー半導体素子に用いるパワー半導体モジュールにおいては、制御素子を駆動するベース電位が大きく変動する。この変動を防止するため、制御素子に送られる信号は、信号系側（低圧回路側）から、例えば発光ダイオードとフォトトランジスタを組合せたフォトカプラ等の電気的絶縁構造を有する素子を介してパワー系側（高圧回路側）に送られる。
【０００５】
しかしながら、フォトカプラは外付けで設けなければならないため、小型化、低コスト化、信号の高速伝達化を達成することが難しい。そこで、フォトカプラの代わりに、マイクロトランスをチップ（素子）上に形成するオンチップマイクロトランスを採用し、高圧回路側の半導体素子である高圧側素子と低圧回路側の半導体素子である低圧側素子との相互間の電気的な絶縁を確保した構造を有しながら、且つワンパッケージ化することのできる半導体装置が開発されている。
【０００６】
このようにしてマイクロトランスと半導体素子とがワンパッケージ化されている半導体装置の構造として、いくつかの構造及びその製造方法が提案されている。
【０００７】
例えば、２つの平面コイルを、垂直方向に絶縁材を挟むことによって微小距離だけ離して重ね、平面トランスを有する半導体リレー装置が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００８】
また、絶縁体層とコイル導体とを厚み方向に積み重ねた積層体を磁性体基板同士の間に挟むようにして構成したコイル部品が開示されている（例えば、特許文献２参照。）。磁性体基板の表面に絶縁体層を薄膜形成手段にて形成し、更にその上にフォトリソグラフィ等の薄膜形成手段を用いてコイル導体を形成する製造方法が開示されている（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開２００８−１６０３４７号公報
【特許文献２】特開平８−２０３７３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところが、オンチップマイクロトランスを用いてワンパッケージ化することができる半導体モジュールを構成する場合、次のような問題があった。
【００１０】
シリコン基板に形成される半導体素子上にＬＳＩ配線プロセス、又は微細配線プロセス等を用いてオンチップマイクロトランスを形成する場合、配線プロセスが複雑なため、コストが増大するという問題があった。具体的には、ＬＳＩを形成する加工プロセスの後、別の工程でマイクロトランスの配線を行う加工プロセスを行わなくてはならないため、工程数が増大するという問題があった。
【００１１】
また、シリコン基板に形成される半導体チップ上にマイクロトランスの構造体を形成しなくてはならないため、チップ自身のサイズが増大するという問題があった。
【００１２】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、トランスを内蔵する半導体装置において、オンチップマイクロトランスを用いずに、小型化、低コスト化を実現することができる半導体装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の課題を解決するために本発明では、次に述べる各手段を講じたことを特徴とするものである。
【００１４】
第１の発明に係る半導体装置は、高圧回路側の半導体素子と、低圧回路側の半導体素子と、前記高圧回路側の半導体素子を支持する高圧回路側のリードフレームの主面と所定の間隔を有し、該主面と平行な第１の面上に、前記高圧回路側のリードフレームと一体的に形成された高圧回路側の平面コイルと、前記第１の面と異なり、前記低圧回路側の半導体素子を支持する低圧回路側のリードフレームの主面と所定の間隔を有し、該主面と平行な第２の面上に、前記低圧回路側のリードフレームと一体的に形成された低圧回路側の平面コイルとを有し、前記高圧回路側の平面コイルと前記低圧回路側の平面コイルとは、平面視で互いに重なるように配置されることを特徴とする。
【００１５】
なお、本発明における「リードフレームと一体的に形成された平面コイル」とは、製造工程の途中の半導体装置は、平面コイルがリードフレームと一体的に形成されている状態にあるが、製造工程の後の半導体装置は、リードフレームが切断除去されているため平面コイルとリードフレームとが一体的に形成されている状態にはないことを意味する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、トランスを内蔵する半導体装置において、オンチップマイクロトランスを用いずに、小型化、低コスト化、信号の高速伝達化を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
次に、本発明を実施するための最良の形態について図面と共に説明する。
【００１８】
（第１の実施の形態）
図１乃至図５を参照し、本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置を説明する。
【００１９】
初めに、図１及び図２を参照し、本実施の形態に係る半導体装置の構造を説明する。
【００２０】
図１は、本実施の形態に係る半導体装置の構造を模式的に示す平面図である。図２は、図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【００２１】
本実施の形態に係る半導体装置１０は、図１及び図２に示すように、高圧回路側の半導体素子（以下、「高圧側素子」という。）１１、低圧回路側の半導体素子（以下、「低圧側素子」という。）１２、高圧回路側のリード部（以下、「高圧側端子」という。）１３、低圧回路側のリード部（以下、「低圧側端子」という。）１４、平面トランス４０を有する。
【００２２】
高圧側素子１１は、本実施の形態に係る半導体装置１０の高圧回路を構成する半導体素子であり、下面１５に接続端子（以下、「高圧側接続端子」という。）１７を有する。本実施の形態では、図２に示すように、高圧側素子１１の下面１５の反対側の面が、後述するダイパッド３５の主面（上面）と反対側の面（下面）に接着される。
【００２３】
低圧側素子１２は、本実施の形態に係る半導体装置１０の低圧回路を構成する半導体素子であり、上面１６に接続端子（以下、「低圧側接続端子」という。）１８を有する。本実施の形態では、図２に示すように、低圧側素子１２の上面１６の反対側の面が、後述するダイパッド３６の主面（上面）に接着される。
【００２４】
高圧側端子１３は、高圧回路側のリードフレーム（以下、「高圧側リードフレーム」という。）２５により形成され、高圧側素子１１に電気的に接続され、高圧側素子１１の高圧側接続端子１７から半導体装置１０の外部に配線を引出すためのものである。高圧側端子１３は、平面視で高圧側素子１１を中心にして、低圧側素子１２が設けられる側と反対側に設けられる。具体的には、例えば、高圧側端子１３は、図１の平面図において高圧側素子１１の紙面上側に設けられる。
【００２５】
高圧側端子１３は、図１に示すように、平行に設けられた複数本（例えば７本）のリードよりなる。複数本の高圧側端子１３のそれぞれは、図１では裏側にあるため図示されないが、高圧側素子１１の下面１５に設けられる高圧側接続端子１７のそれぞれに金線（Ａｕワイヤ）２１を用いてワイヤ接続（ボンディング）される。
【００２６】
低圧側端子１４は、低圧回路側のリードフレーム（以下、「低圧側リードフレーム」という。）２６により形成され、低圧側素子１２に電気的に接続され、低圧側素子１２の低圧側接続端子１８から半導体装置１０の外部に配線を引出すためのものである。低圧側端子１４は、平面視で低圧側素子１２を中心にして、高圧側素子１１が設けられる側と反対側に設けられる。具体的には、例えば、低圧側端子１４は、図１の平面図において低圧側素子１２の紙面下側に設けられる。
【００２７】
低圧側端子１４は、図１に示すように、平行に設けられた複数本（例えば７本）のリードよりなる。複数本の低圧側端子１４のそれぞれは、低圧側素子１２の上面１６に設けられる低圧側接続端子１８のそれぞれに金線（Ａｕワイヤ）２２を用いてワイヤ接続（ボンディング）される。
【００２８】
平面トランス４０は、高圧回路側の平面コイル（以下「高圧側平面コイル」という。）２３、低圧回路側の平面コイル（以下「低圧側平面コイル」という。）２４を有する。
【００２９】
高圧側平面コイル２３は、高圧側素子１１に接続される高圧側端子１３を形成する後述する高圧側リードフレーム２５により形成され、高圧側素子１１に接続される高圧回路側の平面コイルである。高圧側平面コイル２３は、高圧側リードフレーム２５の一部が渦巻状に引き回されて形成されるものである。高圧側平面コイル２３は、平面視で高圧側素子１１を中心にして、低圧側素子１２が設けられる側に設けられる。具体的には、例えば、高圧側平面コイル２３は、図１の平面図において高圧側素子１１の紙面下側に設けられる。
【００３０】
低圧側平面コイル２４は、低圧側素子１２に接続される低圧側端子１４を形成する後述する低圧側リードフレーム２６により形成され、低圧側素子１２に接続される低圧回路側の平面コイルである。低圧側平面コイル２４は、低圧側リードフレーム２６の一部が渦巻状に引き回されて形成されるものである。低圧側平面コイル２４は、高圧側素子１１と低圧側素子１２との間に設けられる。低圧側平面コイル２４は、平面視で低圧側素子１２を中心にして、高圧側素子１１が設けられる側に設けられる。具体的には、例えば、低圧側平面コイル２４は、図１の平面図において低圧側素子１２の紙面上側に設けられる。
【００３１】
ここで、高圧側平面コイル２３及び低圧側平面コイル２４は、図１及び図２に示すように、平面視で互いに重なるように配置され、平面トランス４０を構成する。高圧側平面コイル２３は、図２に示すように、高圧側リードフレーム２５の主面Ｌ１（高圧側端子１３の主面と同じ）と所定の間隔Ｈ１を有し、主面Ｌ１と平行な第１の面Ｃ１の面に設けられる。なお、高圧側平面コイル２３は、図３及び図５を用いて後述するように、高圧側リードフレーム２５と一体的に形成される。低圧側平面コイル２４は、図２に示すように、低圧側リードフレーム２６の主面Ｌ２（低圧側端子１４の主面と同じ）と所定の間隔Ｈ２を有し、主面Ｌ２と平行な第２の面Ｃ２の面に設けられる。なお、低圧側平面コイル２４は、図３及び図５を用いて後述するように、低圧側リードフレーム２６と一体的に形成される。図２では、高圧側リードフレーム２５の主面Ｌ１と低圧側リードフレーム２６の主面Ｌ２とは互いに等しい高さにある。また、Ｈ１＝Ｈ２＝Ｈである。また、図２では、第１の主面Ｃ１は、主面Ｌ１より距離Ｈ１（＝Ｈ）だけ下方に設けられ、第２の主面Ｃ２は、主面Ｌ２より距離Ｈ２（＝Ｈ）だけ上方に設けられる例が示される。従って、第２の主面Ｃ２は、第１の主面Ｃ１とは異なる。このとき、高圧側平面コイル２３は、主面Ｌ１より距離Ｈだけ下方になるように、図１に示す折曲げ点Ｐ１で折曲される。低圧側平面コイル２４は、主面Ｌ２より距離Ｈだけ上方になるように、図２に示す折曲げ点Ｐ２で折曲される。その結果、高圧側平面コイル２３の上面と低圧側平面コイル２４の上面とは、距離Ｈ１と距離Ｈ２との合計である２Ｈの距離を有するように設けられる。
【００３２】
また、半導体装置１０は、図示しないパッケージ４１内に樹脂封止される。パッケージ４１の外形を図１及び図２の点線で示す矩形領域Ｒ１に示す。
【００３３】
次に、図３乃至図５を参照し、本実施の形態に係る半導体装置を構成するための半導体装置用のリードフレームの構造について説明する。
【００３４】
図３は、本実施の形態に係る半導体装置を説明するための図であり、高圧回路側のリードフレーム（高圧側リードフレーム）に高圧回路側の半導体素子（高圧側素子）が接着されている状態を示す平面図である。図４は、本実施の形態に係る半導体装置を説明するための図であり、低圧回路側のリードフレーム（低圧側リードフレーム）に低圧回路側の半導体素子（低圧側素子）が接着されている状態を示す平面図である。図５は、本実施の形態に係る半導体装置を説明するための図であり、高圧回路側の半導体素子（高圧側素子）が接着された高圧回路側のリードフレーム（高圧側リードフレーム）と低圧回路側の半導体素子（低圧側素子）が接着された低圧回路側のリードフレーム（低圧側リードフレーム）とが組合わされた状態を示す平面図である。
【００３５】
図３を参照するに、高圧側リードフレーム２５は、外側にフレーム部３１を有し、フレーム部３１の内側に、フレーム部３１と一体的に形成されたダイパッド３５、高圧側端子１３、高圧側平面コイル２３を有する。フレーム部３１は、ダイパッド３５の周囲四辺を全て囲むように形成されておらず、少なくとも周囲四辺のうち一辺が形成されていない。高圧側端子１３は、フレーム部３１の延在する方向に対して直交する方向に延在する複数本のリードを有する。高圧側端子１３、高圧側平面コイル２３は、後に、高圧側リードフレーム２５のフレーム部３１を切断することによって形成される。高圧側素子１１は、高圧側リードフレーム２５のダイパッド３５の主面（上面）の反対側の面（下面）に、図２に示すように、絶縁物よりなるダイアタッチ材２７を用いて接着される。その後、図２に示すように、高圧側素子１１の高圧側接続端子１７と高圧側リードフレーム２５の高圧側端子１３とがワイヤ接続される。
【００３６】
同様に、図４を参照するに、低圧側リードフレーム２６は、外側にフレーム部３２を有し、フレーム部３２の内側に、フレーム部３２と一体的に形成されたダイパッド３６、低圧側端子１４、低圧側平面コイル２４を有する。フレーム部３２は、ダイパッド３６の周囲四辺を全て囲むように形成されておらず、少なくとも周囲四辺のうち一辺が形成されていない。低圧側端子１４は、フレーム部３２の延在する方向に対して直交する方向に延在する複数本のリードを有する。低圧側端子１４、低圧側平面コイル２４は、後に、低圧側リードフレーム２６のフレーム部３２を切断することによって形成される。低圧側素子１２は、低圧側リードフレーム２６のダイパッド３６の主面（上面）に、図２に示すように、絶縁物よりなるダイアタッチ材２８を用いて接着される。その後、図２に示すように、低圧側素子１２の低圧側接続端子１８と低圧側リードフレーム２６の低圧側端子１４とがワイヤ接続される。
【００３７】
なお、高圧側リードフレーム２５に高圧側素子１１を接着する際には、高圧側リードフレーム２５の主面が下向きになるように表裏を反転した状態で、高圧側素子１１の接着、高圧側接続端子１７と高圧側端子１３とのワイヤ接続を行い、その後再び高圧側リードフレーム２５を反転して表裏を元に戻すことによって、作業をすることができる。
【００３８】
高圧側素子１１が接着され、ワイヤ接続が行われた高圧側リードフレーム２５と、低圧側素子１２が接着され、ワイヤ接続が行われた低圧側リードフレーム２６とを、それぞれのフレーム部３１、３２の主面の高さＬ１、Ｌ２が互いに等しくなるとともに、平面視において、高圧側平面コイル２３と低圧側平面コイル２４とが互いに重なるように、組合せる。組合せた状態のリードフレームは、図５において点線で示す矩形領域Ｒ１（図１において点線で示す矩形領域Ｒ１と同じ）において、上下からパッケージ４１で挟み込まれ、パッケージ４１内に樹脂封止される。その後、図５において一点鎖線で示す矩形領域Ｒ２の外周に沿ってフレーム部３１、３２を切断して除去し、半導体装置を得る。
【００３９】
本実施の形態においては、高圧側リードフレームと低圧側リードフレームよりなる複数のリードフレームを用いる。高圧側リードフレーム側には、高圧側リードフレームの主面と所定の間隔を有し、高圧側リードフレームの主面と平行な第１の面上に、高圧側リードフレームと一体的に形成された高圧側平面コイルを有する。一方、低圧側リードフレーム側には、低圧側リードフレームの主面と所定の間隔を有し、低圧側リードフレームの主面と平行な第１の面上に、低圧側リードフレームと一体的に形成された低圧側平面コイルを有する。そして、高圧側リードフレームと低圧側リードフレームよりなる２つのリードフレームを組合せ、それぞれのリードフレームの平面コイルが絶縁され、所定の間隔で離間した状態で重ね合わせることによって、平面トランスを構成する。
【００４０】
このような方法で平面トランスを構成すると、その後、既存の樹脂封止プロセスを利用して平面トランスを所定の間隔で離間し絶縁した状態に保持することができる。すなわち、工程数が多くコスト増大の要因となるオンチップマイクロトランスを用いる必要がない。従って、半導体装置にトランスを内蔵することによって半導体装置を小型化することができるとともに、オンチップマイクロトランスを用いる場合に比べて低コスト化を実現することができる。
【００４１】
（第２の実施の形態）
次に、図６乃至図１１を参照し、本発明の第２の実施の形態に係る半導体装置を説明する。
【００４２】
初めに、図６乃至図８を参照し、本実施の形態に係る半導体装置の構造を説明する。
【００４３】
図６は、本実施の形態に係る半導体装置の構造を模式的に示す平面図である。図７は、図６のＡ−Ａ線に沿う断面図である。図８は、図６のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【００４４】
本実施の形態に係る半導体装置は、平面トランスを上下から高圧回路側の半導体素子と低圧回路側の半導体素子とで挟んで積み重ねた構造を有する点で、第１の実施の形態と相違する。
【００４５】
本実施の形態に係る半導体装置５０は、図６乃至図８に示すように、高圧回路側の半導体素子（以下、「高圧側素子」という。）５１、低圧回路側の半導体素子（以下、「低圧側素子」という。）５２、高圧回路側のリード部（以下、「高圧側端子」という。）５３、低圧回路側のリード部（以下、「低圧側端子」という。）５４、平面トランス８０を有する。
【００４６】
高圧側素子５１は、本実施の形態に係る半導体装置５０の高圧回路を構成する半導体素子であり、図７及び図８に示すように、下面５５に接続端子（以下、「高圧側接続端子」という。）５７を有する。低圧側素子５２は、本実施の形態に係る半導体装置５０の低圧回路を構成する半導体素子であり、図７及び図８に示すように、上面５６に接続端子（以下、「低圧側接続端子」という。）５８を有する。また、図６乃至図８に示すように、低圧側素子５２は、平面視で高圧側素子５１に重なるように配置される。
【００４７】
高圧側端子５３は、高圧回路側のリードフレーム（以下、「高圧側リードフレーム」という。）６５により形成され、高圧側素子５１に電気的に接続され、高圧側素子５１の高圧側接続端子５７から半導体装置５０の外部に配線を引出すためのものである。高圧側端子５３は、図６を参照するに、平面視で高圧側素子５１（及び高圧側素子５１に重なるように配置される低圧側素子５２）の一方の側に設けられる。具体的には、例えば、高圧側端子５３は、図６の平面図において低圧側素子５２の紙面上側に設けられる。
【００４８】
高圧側端子５３は、図６に示すように、平行に設けられる例えば１０本のうち、例えば中心の２本を除く８本として設けられる。８本の高圧側端子５３のそれぞれは、図６では裏側にあるため図示されないが、高圧側素子５１の下面５５に設けられる高圧側接続端子５７のそれぞれに金線（Ａｕワイヤ）６１を用いてワイヤ接続（ボンディング）される。なお、中心の２本は、高圧回路側の平面コイル６３を支持するためのものである。
【００４９】
低圧側端子５４は、低圧回路側のリードフレーム（以下、「低圧側リードフレーム」という。）６６により形成され、低圧側素子５２に電気的に接続され、低圧側素子５２の低圧側接続端子５８から半導体装置５０の外部に配線を引出すためのものである。低圧側端子５４は、図６を参照するに、平面視で高圧側素子５１に重なるように配置される低圧側素子５２の一方の側であって、高圧側端子５３が設けられる側と反対側に設けられる。具体的には、例えば、低圧側端子５４は、図６の平面図において低圧側素子５２の紙面下側に設けられる。
【００５０】
低圧側端子５４は、図６に示すように、平行に設けられる例えば１０本のうち、例えば中心の２本を除く８本として設けられる。８本の低圧側端子５４のそれぞれは、低圧側素子５２の上面５６に設けられる低圧側接続端子５８のそれぞれに金線（Ａｕワイヤ）６２を用いてワイヤ接続（ボンディング）される。なお、中心の２本は、低圧回路側の平面コイル６４を支持するためのものである。
【００５１】
平面トランス８０は、高圧回路側の平面コイル（以下「高圧側平面コイル」という。）６３、低圧回路側の平面コイル（以下「低圧側平面コイル」という。）６４を有する。
【００５２】
高圧側平面コイル６３は、高圧側素子５１に接続される高圧側端子５３を形成する高圧側リードフレーム６５により形成され、高圧側素子５１と低圧側素子５２との間に設けられ、高圧側素子５１に接続される高圧回路側の平面コイルである。高圧側平面コイル６３は、高圧側リードフレーム６５の一部が渦巻状に引き回されて形成されるものである。高圧側平面コイル６３は、図７に示すように、高圧側素子５１の下面５５の反対側の面に絶縁物よりなるダイアタッチ材６７を用いて接着される。
【００５３】
また、高圧側平面コイル６３は、高圧側素子５１とワイヤ接続するために、高圧側平面コイル６３の一部が平面視において高圧側素子５１と重ならないように配置される。あるいは、高圧側平面コイル６３から引き出されたリードが平面視において高圧側素子５１と重ならないように配置されてもよい。
【００５４】
低圧側平面コイル６４は、低圧側素子５２に接続される低圧側端子５４を形成する低圧側リードフレーム６６により形成され、高圧側素子５１と低圧側素子５２との間に設けられ、低圧側素子５２に接続される低圧回路側の平面コイルである。低圧側平面コイル６４は、低圧側リードフレーム６６の一部が渦巻状に引き回されて形成されるものである。低圧側平面コイル６４は、図７に示すように、低圧側素子５２の上面５６の反対側の面に絶縁物よりなるダイアタッチ材６８を用いて接着される。
【００５５】
また、低圧側平面コイル６４は、低圧側素子５２とワイヤ接続するために、低圧側平面コイル６４の一部が平面視において低圧側素子５２と重ならないように配置される。あるいは、低圧側平面コイル６４から引き出されたリードが平面視において低圧側素子５２と重ならないように配置されてもよい。
【００５６】
ここで、高圧側平面コイル６３及び低圧側平面コイル６４は、図６及び図７に示すように、高圧側リードフレーム６５及び低圧側リードフレーム６６が重ね合わされる部分である。高圧側平面コイル６３は、図８に示すように、高圧側リードフレーム６５の主面Ｌ３と所定の間隔Ｈ３を有し、主面Ｌ３と平行な第１の面Ｃ３の面に、高圧側リードフレーム６５と一体的に形成される。低圧側平面コイル６４は、図８に示すように、低圧側リードフレーム６６の主面Ｌ４と所定の間隔Ｈ４を有し、主面Ｌ４と平行な第２の面Ｃ４の面に、低圧側リードフレーム６６と一体的に形成される。図８では、高圧側リードフレーム６５の主面Ｌ３と低圧側リードフレーム６６の主面Ｌ４とは互いに等しい高さにある。また、Ｈ３＝Ｈ４＝Ｈである。また、図８では、第１の主面Ｃ３は、主面Ｌ１より距離Ｈ３（＝Ｈ）だけ下方に設けられ、第２の主面Ｃ４は、主面Ｌ２より距離Ｈ４（＝Ｈ）だけ上方に設けられる例が示される。このとき、高圧側平面コイル６３は、主面Ｌ３より距離Ｈだけ下方になるように、図６及び図８に示す折曲げ点Ｐ３で折曲される。低圧側平面コイル６４は、主面Ｌ４より距離Ｈだけ上方になるように、図６及び図８に示す折曲げ点Ｐ４で折曲される。その結果、高圧側平面コイル６３の上面と低圧側平面コイル６４の上面とは、距離Ｈ３と距離Ｈ４との合計である２Ｈの距離を有するように設けられる。
【００５７】
なお、高圧側平面コイル６３及び低圧側平面コイル６４をそれぞれ高圧側リードフレーム６５及び低圧側リードフレーム６６により支持するために、図６に示すように、吊りピン６９、７０が設けられる。吊りピン６９において高圧側平面コイル６３は折曲され、吊りピン７０において低圧側平面コイル６４は折曲される。
【００５８】
また、半導体装置５０は、図示しないパッケージ８１内に樹脂封止される。パッケージ８１の外形を図８の点線で示す矩形領域Ｒ３に示す。
【００５９】
次に、図９乃至図１１を参照し、本実施の形態に係る半導体装置を構成するための半導体装置用のリードフレームの構造について説明する。
【００６０】
図９は、本実施の形態に係る半導体装置を説明するための図であり、高圧回路側のリードフレーム（高圧側リードフレーム）に高圧回路側の半導体素子（高圧側素子）が接着されている状態を示す平面図である。図１０は、本実施の形態に係る半導体装置を説明するための図であり、低圧回路側のリードフレーム（低圧側リードフレーム）に低圧回路側の半導体素子（低圧側素子）が接着されている状態を示す平面図である。図１１は、本実施の形態に係る半導体装置を説明するための図であり、高圧回路側の半導体素子（高圧側素子）が接着された高圧回路側のリードフレーム（高圧側リードフレーム）と低圧回路側の半導体素子（低圧側素子）が接着された低圧回路側のリードフレーム（低圧側リードフレーム）とが組合わされた状態を示す平面図である。
【００６１】
図９を参照するに、高圧側リードフレーム６５は、外側にフレーム部７１を有し、フレーム部７１の内側に、フレーム部７１と一体的に形成された高圧側端子５３、高圧側平面コイル６３を有する。フレーム部７１は、第１の実施の形態におけるリードフレームと同様に、少なくとも周囲四辺のうち一辺が形成されていない。また、高圧側リードフレーム６５は、通常中心に設けられる高圧側素子５１を支持するためのダイパッドを有しない。前述したように、高圧側端子５３は、フレーム部７１の延在する方向に対して直交する方向に延在し、例えば８本が平行に設けられる。高圧側平面コイル６３は、例えば８本の高圧側端子５３が４本ずつ分かれて設けられたその間にその８本の高圧側端子５３と平行に設けられる２本のピン７３によってフレーム部７１に接続される。また、高圧側平面コイル６３は、８本の高圧側端子５３の延在する方向に対して直交する方向に延在する吊りピン６９によってもフレーム部７１に接続される。高圧側端子５３、高圧側平面コイル６３は、フレーム部７１が切断除去されるまでは、高圧側リードフレーム６５と一体的に形成されている。高圧側素子５１は、高圧側リードフレーム６５の高圧側平面コイル６３の下側に接着される。従って、高圧側素子５１は、通常のダイパッドに支持されるのではなく、高圧側平面コイル６３に支持される。その後、高圧側素子５１の高圧側接続端子５７と高圧側リードフレーム６５の高圧側端子５３とがワイヤ接続される。
【００６２】
同様に、図１０を参照するに、低圧側リードフレーム６６も、外側にフレーム部７２を有し、フレーム部７２の内側に、フレーム部７２と一体的に形成された低圧側端子５４、低圧側平面コイル６４を有する。フレーム部７２は、第１の実施の形態におけるリードフレームと同様に、少なくとも周囲四辺のうち一辺が形成されていない。また、低圧側リードフレーム６６は、通常中心に設けられる低圧側素子５２を支持するためのダイパッドを有しない。また、高圧側リードフレーム６５と同様に、低圧側端子５４は、フレーム部７２の延在する方向に対して直交する方向に延在し、例えば８本の低圧側端子５４が４本ずつ分かれて設けられ、その間に設けられる２本のピン７４によってフレーム部７２に接続される。高圧側リードフレーム６５と同様に、低圧側平面コイル６４は、吊りピン７０によってもフレーム部７２に接続される。低圧側端子５４、低圧側平面コイル６４は、フレーム部７２が切断除去されるまでは、低圧側リードフレーム６６と一体的に形成されている。低圧側素子５２は、低圧側リードフレーム６６の低圧側平面コイル６４の上側に接着される。従って、低圧側素子５２は、通常のダイパッドに支持されるのではなく、低圧側平面コイル６４に支持される。その後、低圧側素子５２の低圧側接続端子５８と低圧側リードフレーム６６の低圧側端子５４とがワイヤ接続される。
【００６３】
このような高圧側素子５１が接着され、ワイヤ接続が行われた高圧側リードフレーム６５と、低圧側素子５２が接着され、ワイヤ接続が行われた低圧側リードフレーム６６とを、それぞれのフレーム部７１、７２の主面の高さＬ３、Ｌ４が互いに等しくなるとともに、平面視において、高圧側平面コイル６３と低圧側平面コイル６４とが互いに重なるように、組合せる。組合せた状態で、図１１において点線で示す矩形領域Ｒ３において、パッケージ８１内に樹脂封止される。その後、図１１において一点鎖線で示す矩形領域Ｒ４の外周に沿ってフレーム部７１、７２を切断して除去し、半導体装置を得る。
【００６４】
本実施の形態においても、第１の実施の形態と同様に、それぞれ平面コイルが一体に形成された２体のリードフレームを組合せて平面トランスを形成することができる。平面トランスは、半導体素子の上下に設けることができるため、半導体装置を小型化することができる。一方、工程数が多くコスト増大の要因となるオンチップマイクロトランスを用いる必要がない。その代わりに、既存の樹脂封止プロセスを利用して平面トランスを所定の間隔で離間し絶縁した状態に保持することができる。従って、半導体装置にトランスを内蔵することによって半導体装置を小型化することができるとともに、オンチップマイクロトランスを用いる場合に比べて低コスト化を実現することができる。
【００６５】
以上、本発明の好ましい実施の形態について記述したが、本発明はかかる特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置の構造を模式的に示す平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置を説明するための図であり、高圧回路側のリードフレームに高圧回路側の半導体素子が接着されている状態を示す平面図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置を説明するための図であり、低圧回路側のリードフレームに低圧回路側の半導体素子が接着されている状態を示す平面図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置を説明するための図であり、高圧回路側の半導体素子が接着された高圧回路側のリードフレームと低圧回路側の半導体素子が接着された低圧回路側のリードフレームとが組合わされた状態を示す平面図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係る半導体装置の構造を模式的に示す平面図である。
【図７】図６のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図８】図６のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態に係る半導体装置を説明するための図であり、高圧回路側のリードフレームに高圧回路側の半導体素子が接着されている状態を示す平面図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態に係る半導体装置を説明するための図であり、低圧回路側のリードフレームに低圧回路側の半導体素子が接着されている状態を示す平面図である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態に係る半導体装置を説明するための図であり、高圧回路側の半導体素子が接着された高圧回路側のリードフレームと低圧回路側の半導体素子が接着された低圧回路側のリードフレームとが組合わされた状態を示す平面図である。
【符号の説明】
【００６７】
１０、５０  半導体装置
１１、５１  高圧側素子（高圧回路側の半導体素子）
１２、５２  低圧側素子（低圧回路側の半導体素子）
１３、５３  高圧側端子（高圧回路側のリード部）
１４、５４  低圧側端子（低圧回路側のリード部）
１５、５５  下面
１６、５６  上面
１７、５７  高圧側接続端子（接続端子）
１８、５８  低圧側接続端子（接続端子）
２１、２２、６１、６２  金線（Ａｕワイヤ）
２３、６３  高圧側平面コイル（高圧回路側の平面コイル）
２４、６４  低圧側平面コイル（低圧回路側の平面コイル）
２５、６５  高圧側リードフレーム（高圧回路側のリードフレーム）
２６、６６  低圧側リードフレーム（低圧回路側のリードフレーム）
２７、２８、６７、６８  ダイアタッチ材
３１、３２、７１、７２  フレーム部
３５、３６  ダイパッド
４０、８０  平面トランス
４１、８１  パッケージ
６９、７０  吊りピン
７３、７４  ピン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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