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公開番号2025116381
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-08
出願番号2024010779
出願日2024-01-29
発明の名称半導体モジュール
出願人富士電機株式会社
代理人弁理士法人旺知国際特許事務所
主分類H01L 25/07 20060101AFI20250801BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】小型化を図りつつ半導体モジュールの電流定格を大きくする。
【解決手段】半導体モジュールは、ベースプレートと、ベースプレートの一方の面上に配置される絶縁基板と、絶縁基板を囲む枠状のケースと、ケースの内外にわたり配置される複数の外部端子と、を備え、絶縁基板は、絶縁板と、絶縁板の一方の面上に配置される導体パターンと、を有し、少なくとも1つの外部端子は、絶縁基板の厚さ方向に沿ってケースの外側に向けて延びるピン部と、ピン部の延びる方向とは交差する方向に沿ってケースの内側に向けて延びる脚部と、絶縁基板の厚さ方向に沿ってピン部から絶縁基板に向けて延びる接続部と、を有し、接続部は、絶縁基板とケースとの間の圧縮力を受けた状態で、導体パターンに接触する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
ベースプレートと、
前記ベースプレートの一方の面上に配置され、半導体チップが設けられる絶縁基板と、
前記絶縁基板を囲む枠状のケースと、
前記ケースの内外にわたり配置され、前記半導体チップに電気的に接続される複数の外部端子と、を備え、
前記絶縁基板は、
絶縁板と、
前記絶縁板の一方の面上に配置され、前記半導体チップに接合される導体を含む導体パターンと、を有し、
前記複数の外部端子のうちの少なくとも１つの外部端子は、
前記絶縁基板の厚さ方向に沿って前記ケースの外側に向けて延びるピン部と、
前記ピン部の延びる方向とは交差する方向に沿って前記ケースの内側に向けて延びる脚部と、
前記絶縁基板の厚さ方向に沿って前記ピン部から前記絶縁基板に向けて延びる接続部と、を有し、
前記接続部は、前記絶縁基板と前記ケースとの間の圧縮力を受けた状態で、前記導体パターンに接触する、
半導体モジュール。
続きを表示（約 630 文字）【請求項２】
前記少なくとも１つの外部端子は、前記脚部に接合されるボンディングワイヤーを介して前記半導体チップの制御電極に電気的に接続される制御端子を外部端子として含み、
前記導体パターンは、互いに分離した複数の導体を含んでおり、
前記制御端子の前記接続部は、前記複数の導体のうち、前記半導体チップの主電流経路に電気的に接続される導体とは異なる導体に接触する、
請求項１に記載の半導体モジュール。
【請求項３】
前記少なくとも１つの外部端子は、前記半導体チップの主電流経路に電気的に接続される主端子を外部端子として含み、
前記導体パターンは、互いに分離した複数の導体を含んでおり、
前記主端子の前記接続部は、前記複数の導体のうち、前記半導体チップの主電流経路に電気的に接続される導体に接触する、
請求項１または２に記載の半導体モジュール。
【請求項４】
前記接続部は、前記絶縁基板の厚さ方向に弾性変形可能なバネ形状をなす、
請求項１に記載の半導体モジュール。
【請求項５】
前記接続部には、前記絶縁基板の厚さ方向に交差する方向に延びるスリットが設けられる、
請求項４に記載の半導体モジュール。
【請求項６】
前記脚部と前記絶縁基板との間に介在する絶縁性のスペーサーをさらに備える、
請求項１に記載の半導体モジュール。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、半導体モジュールに関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
パワー半導体モジュールに代表される半導体モジュールは、例えば、特許文献１－４に開示されるように、半導体チップが設けられる絶縁基板と、絶縁基板を収容するケースと、半導体チップに電気的に接続される複数の外部端子と、を備える。
【０００３】
特許文献１では、筐体（ケース）に固定される主端子（外部端子）が筐体内においてボンディングワイヤーを介して半導体チップまたは絶縁基板に電気的に接続される。また、特許文献１では、銅またはアルミニウム等の熱伝導性に優れたベース板上に絶縁基板が配置されるほか、ベース板（ベースプレート）と主端子との間には、主端子とベース板との間の領域の熱抵抗を低減するための高放熱性絶縁体が配置される。この高放熱性絶縁体は、インサート成形により主端子とともに筐体に固定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１７－００５１２９号公報
特開２０１７－９２３８８号公報
特開２０００－２０８６８６号公報
国際公開第２０２１／０８５２１６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に記載のモジュールでは、主端子と絶縁基板とを接続するボンディングワイヤーの数が多くなってしまうので、ケースの小型化を図りつつ、絶縁基板上に電流定格の大きい大サイズの半導体チップを搭載することが難しい。
【０００６】
以上の事情を考慮して、本開示のひとつの態様は、小型化を図りつつ半導体モジュールの電流定格を大きくすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以上の課題を解決するために、本開示の好適な態様に係る半導体モジュールは、ベースプレートと、前記ベースプレートの一方の面上に配置され、半導体チップが設けられる絶縁基板と、前記絶縁基板を囲む枠状のケースと、前記ケースの内外にわたり配置され、前記半導体チップに電気的に接続される複数の外部端子と、を備え、前記絶縁基板は、絶縁板と、前記絶縁板の一方の面上に配置され、前記半導体チップに接合される導体を含む導体パターンと、を有し、前記複数の外部端子のうちの少なくとも１つの外部端子は、前記絶縁基板の厚さ方向に沿って前記ケースの外側に向けて延びるピン部と、前記ピン部の延びる方向とは交差する方向に沿って前記ケースの内側に向けて延びる脚部と、前記絶縁基板の厚さ方向に沿って前記ピン部から前記絶縁基板に向けて延びる接続部と、を有し、前記接続部は、前記絶縁基板と前記ケースとの間の圧縮力を受けた状態で、前記導体パターンに接触する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
実施形態に係る半導体モジュールの分解斜視図である。
実施形態に係る半導体モジュールの断面図である。
実施形態に係る半導体モジュールの断面図である。
実施形態に係る半導体モジュールの断面図である。
実施形態における外部端子の斜視図である。
外部端子の製造例を説明するための図である。
変形例１に係る半導体モジュールの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照しながら本開示に係る好適な実施形態を説明する。なお、図面において各部の寸法および縮尺は実際と適宜に異なり、理解を容易にするために模式的に示している部分もある。また、本開示の範囲は、以下の説明において特に本開示を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られない。
【００１０】
１．実施形態
１－１．半導体モジュールの全体構成
図１は、実施形態に係る半導体モジュール１０の分解斜視図である。半導体モジュール１０は、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）モジュール等のパワーモジュールである。半導体モジュール１０は、例えば、鉄道車両、自動車または家庭用電気機械等の機器に搭載されるインバーターまたは整流器等の装置での電力制御に用いられる。
（【００１１】以降は省略されています）

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