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公開番号2025104605
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-10
出願番号2023222513
出願日2023-12-28
発明の名称半導体モジュールおよび製造方法
出願人富士電機株式会社
代理人弁理士法人RYUKA国際特許事務所
主分類H01L 25/07 20060101AFI20250703BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】スイッチング素子を含む半導体モジュールを薄型化する。
【解決手段】半導体デバイス200は、一方の面に第1主電極(金属板14)を有するスイッチング素子10と、スイッチング素子の第1主電極に接続される接続導体20と、スイッチング素子と接続導体との間の空間を封止する封止部260と、スイッチング素子の少なくとも一部と接続導体との間に封止部と重ねて配置された絶縁層280と、を備える。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
一方の面に第１主電極を有するスイッチング素子と、
前記スイッチング素子の前記第１主電極に接続される接続導体と、
前記スイッチング素子と前記接続導体との間の空間を封止する封止部と、
前記スイッチング素子の少なくとも一部と前記接続導体との間に前記封止部と重ねて配置された絶縁層と
を備える半導体デバイス。
続きを表示（約 860 文字）【請求項２】
前記絶縁層は、前記封止部の封止材料よりも電気抵抗率が高い請求項１に記載の半導体デバイス。
【請求項３】
前記絶縁層は、前記接続導体における前記スイッチング素子側の面に積層される請求項１に記載の半導体デバイス。
【請求項４】
前記絶縁層は、前記スイッチング素子における外縁部の少なくとも一部から前記スイッチング素子の前記接続導体側の面に露出する導体の外縁部までを含む領域に対向して、前記接続導体における前記スイッチング素子側の面に配置される請求項３に記載の半導体デバイス。
【請求項５】
前記接続導体における前記第１主電極に接続される領域は、前記絶縁層が配置される領域に対して前記第１主電極側に突出する請求項３に記載の半導体デバイス。
【請求項６】
前記接続導体は、前記第１主電極に接続される領域と、前記絶縁層が配置される領域との間に溝を有する請求項３に記載の半導体デバイス。
【請求項７】
前記絶縁層は、前記スイッチング素子における前記接続導体側の面に積層される請求項１に記載の半導体デバイス。
【請求項８】
前記接続導体は、前記第１主電極と接触する複数のバンプを有する請求項１に記載の半導体デバイス。
【請求項９】
前記スイッチング素子を搭載する搭載面に前記接続導体を有し、前記搭載面における前記スイッチング素子が配置されない領域に、前記接続導体に接続される第１主電極板を有する搭載基板を備える請求項１に記載の半導体デバイス。
【請求項１０】
前記スイッチング素子の第２主電極に接続される第２主電極板を備え、
前記搭載基板は、前記スイッチング素子の制御電極に接続される制御電極板を有し、
前記第１主電極板、前記第２主電極板、および前記制御電極板は、前記半導体デバイスの一方の面に露出する請求項９に記載の半導体デバイス。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体モジュールおよび製造方法に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、「複数の半導体チップ３０を含む半導体組立体１１０を備える半導体モジュール１００は、全体としてインバータや、制御回路を含むＩＰＭ（ＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔＰｏｗｅｒＭｏｄｕｌｅ）などのパワーデバイスを構成できる」（段落００３１）、「一例としてＰＣＢ４０は、ボンディングワイヤ５５により半導体チップ３０と電気的に接続される」（段落００３２）、「外部接続部５０には、ニッケルめっきが施されてよい。外部接続部５０に銅製のバスバーが接続されることにより、半導体組立体１１０の各主端子５２に大電流を適用することができる」（段落００３３）、および「半導体組立体１１０は、半導体チップ３０と主端子５２とを電気的に接続する金属配線板７０を有してよい。金属配線板７０の代わりに、半導体チップ３０と主端子５２とはワイヤやリボンなどの導電部材により電気的に接続されてもよい」（段落００３５）と記載されている。
【０００３】
特許文献２には、「２つの半導体素子３は、配線部材Ｗ１によって電気的に接続される。一方の半導体素子３は、配線部材Ｗ２を介して第２回路層２４に電気的に接続される。第２回路層２４は、配線部材Ｗ３を介して後述する外部端子２７に電気的に接続される。他方の半導体素子３は、配線部材Ｗ４を介して第３回路層２５に電気的に接続される。第３回路層２５は、配線部材Ｗ５を介して他の外部端子２７に電気的に接続される。」（段落００２３）、「なお、上記した各配線部材には、導体ワイヤが用いられる。導電ワイヤの材質は、金、銅、アルミニウム、金合金、銅合金、アルミニウム合金のいずれか１つ又はそれらの組み合わせを用いることができる。また、配線部材として導電ワイヤ以外の部材を用いることも可能である。例えば、配線部材としてリボンを用いることができる。」（段落００２４）、「絶縁回路基板２及び半導体素子３は、周囲を囲う筐体部としてケース１１により覆われる。ケース１１は、絶縁回路基板２の外周側を囲う環状壁部１２と、絶縁回路基板２及び半導体素子３の上方を覆う蓋部１３と、によって構成され、例えば合成樹脂によって形成される。」（段落００２５）と記載されている。
［先行技術文献］
［特許文献］
［特許文献１］特開２０２１－２６１０号公報
［特許文献２］国際公開第２０２０／１２１６８０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
スイッチング素子を含む半導体モジュールを薄型化する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１の態様においては、一方の面に第１主電極有するスイッチング素子と、前記スイッチング素子の前記第１主電極に接続される接続導体と、前記スイッチング素子と前記接続導体との間の空間を封止する封止部と、前記スイッチング素子の少なくとも一部と前記接続導体との間に前記封止部と重ねて配置された絶縁層とを備える半導体デバイスを提供する。
【０００６】
上記の半導体デバイスにおいて、前記絶縁層は、前記封止部の封止材料よりも電気抵抗率が高くてよい。
【０００７】
上記のいずれかの半導体デバイスにおいて、前記絶縁層は、前記接続導体における前記スイッチング素子側の面に積層されてよい。
【０００８】
上記のいずれかの半導体デバイスにおいて、前記絶縁層は、前記スイッチング素子における外縁部の少なくとも一部から前記スイッチング素子の前記接続導体側の面に露出する導体の外縁部までを含む領域に対向して、前記接続導体における前記スイッチング素子側の面に配置されてよい。
【０００９】
上記のいずれかの半導体デバイスにおいて、前記接続導体における前記第１主電極に接続される領域は、前記絶縁層が配置される領域に対して前記第１主電極側に突出してよい。
【００１０】
上記のいずれかの半導体デバイスにおいて、前記接続導体は、前記第１主電極に接続される領域と、前記絶縁層が配置される領域との間に溝を有してよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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