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公開番号2025138831
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-25
出願番号2025112970,2023218317
出願日2025-07-03,2021-09-14
発明の名称半導体モジュール
出願人ローム株式会社
代理人個人,個人
主分類H01L 25/07 20060101AFI20250917BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】近年、電子機器の省エネルギー化、高性能化および小型化などが求められている。
【解決手段】半導体モジュールA1は、導電基板2と、半導体素子10と、複数の制御端子45と、封止樹脂8と、を備える。導電基板は、厚さ方向に互いに離間した主面201および裏面202を有する。半導体素子は、主面に電気的に接合されており、スイッチング機能を有している。制御端子は、半導体素子を制御する。封止樹脂は、樹脂主面81および樹脂裏面82を有しており、導電基板および半導体素子と、制御端子の一部とを覆う。制御端子は、樹脂主面から突出し、かつ、厚さ方向に沿って延びている。
【選択図】図16
特許請求の範囲【請求項１】
ハーフブリッジ型の回路が構成された半導体モジュールであって、
第１絶縁層、第１金属層および第２金属層を含む支持基板と、
前記支持基板に接合され、金属製の板状部材からなる第１導電部および第２導電部と、
前記ハーフブリッジ型の回路において上アーム回路および下アーム回路をそれぞれ構成し、スイッチング機能を有する第１半導体素子および第２半導体素子と、
第２絶縁層と、前記第２絶縁層の上面に形成され、互いに離間し絶縁された複数の配線部を含む第３金属層と、を各々が有し、前記第１導電部上に配置されかつ前記第１半導体素子に導通する第１配線基板、および、前記第２導電部上に配置されかつ前記第２半導体素子に導通する第２配線基板と、
前記第１半導体素子および前記第１導電部に対して厚さ方向に直交する第１方向の一方側に配置された第１入力端子と、
前記第１半導体素子および前記第１導電部に対して前記第１方向の一方側に配置され、前記厚さ方向および前記第１方向に直交する第２方向において前記第１入力端子を挟んで互いに反対側に配置される第２入力端子および第３入力端子と、
前記第２半導体素子および前記第２導電部に対して前記第１方向の他方側に配置された少なくとも１つの出力端子と、
前記支持基板、前記第１導電部、前記第２導電部、前記第１半導体素子、前記第２半導体素子、前記第１入力端子、前記第２入力端子および前記第３入力端子と電気的に接続され、前記ハーフブリッジ型の回路を構成する導通部材と、
樹脂主面および前記樹脂主面とは反対側を向く樹脂裏面を有し、前記支持基板の一部、前記第１導電部、前記第２導電部、前記第１半導体素子、前記第２半導体素子、前記第１入力端子の一部、前記第２入力端子の一部、前記第３入力端子の一部、前記出力端子の一部、前記第１配線基板、前記第２配線基板および前記導通部材を覆う封止樹脂と、を備え、
前記第１配線基板における前記複数の配線部および前記第２配線基板における前記複数の配線部には、前記封止樹脂の前記樹脂主面から露出し、制御系回路基板と導通するための接続部が設けられている、半導体モジュール。
続きを表示（約 900 文字）【請求項２】
前記第１半導体素子を介して前記第１入力端子と前記出力端子との間に第１主回路電流の経路である第１主回路電流経路が構成され、
前記第２半導体素子を介して前記出力端子と前記第２入力端子および前記第３入力端子との間に第２主回路電流の経路である第２主回路電流経路が構成され、
前記第１主回路電流経路および前記第２主回路電流経路は、前記厚さ方向に見て、前記第１入力端子の中心を通り前記第１方向に延びる中心線に対して対称的に配置されている、請求項１に記載の半導体モジュール。
【請求項３】
前記導通部材は、前記厚さ方向に見て、前記第１入力端子の中心を通り前記第１方向に延びる中心線に対して対称的に配置されている、請求項２に記載の半導体モジュール。
【請求項４】
前記第１主回路電流が流れる領域と、前記第２主回路電流が流れる領域とは、平面視において重なるように構成されている、請求項３に記載の半導体モジュール。
【請求項５】
前記第１半導体素子は、第１素子主面と、前記第１素子主面とは反対側を向く第１素子裏面と、前記第１素子主面に配置された第１ゲート電極と、を有し、
前記第２半導体素子は、第２素子主面と、前記第２素子主面とは反対側を向く第２素子裏面と、前記第２素子主面に配置された第２ゲート電極と、を有し、
前記第１配線基板の前記第３金属層と、前記第１半導体素子の前記第１ゲート電極とに、導電性のワイヤが接続され、
前記第２配線基板の前記第３金属層と、前記第２半導体素子の前記第２ゲート電極とに、導電性のワイヤが接続される、請求項１に記載の半導体モジュール。
【請求項６】
前記第１配線基板および前記第２配線基板は、ＤＢＣ基板で構成される、請求項１または５に記載の半導体モジュール。
【請求項７】
前記第２方向に間隔を隔てて配置された複数の前記第１半導体素子と、前記第２方向に間隔を隔てて配置された複数の前記第２半導体素子と、を備える、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 3,000 文字）【背景技術】
【０００２】
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モジュールが知られている。このような半導体モジュールは、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、従来の半導体モジュール（パワーモジュール）が開示されている。特許文献１に記載の半導体モジュールは、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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１５－２２０３８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、電子機器の省エネルギー化、高性能化および小型化などが求められている。そのためには、電子機器に搭載する半導体モジュールの性能向上や小型化などが必要となる。
【０００５】
本開示は、上記事情に鑑みて考え出されたものであり、性能向上や小型化などを図る上で好ましいモジュール構造を有する半導体モジュールを提供することを一の課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の半導体モジュールは、厚さ方向の一方側を向く主面、および前記主面とは反対側を向く裏面を有する導電基板と、前記主面に電気的に接合され、スイッチング機能を有する半導体素子と、前記半導体素子を制御するための制御端子と、前記主面と同じ側を向く樹脂主面および前記樹脂主面とは反対側を向く樹脂裏面を有し、前記導電基板および前記半導体素子と、前記制御端子の一部とを覆う封止樹脂と、を備える。前記制御端子は、前記樹脂主面から突出し、かつ前記厚さ方向に沿って延びる。
【発明の効果】
【０００７】
上述の構成によれば、たとえば、性能向上や小型化などを図る上で好ましい半導体モジュール構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
第１実施形態にかかる半導体モジュールの斜視図である。
図１の斜視図において、封止樹脂、樹脂部および樹脂充填部を省略した図である。
図２の斜視図において、導通部材を省略した図である。
第１実施形態にかかる半導体モジュールを示す平面図である。
図４の平面図において、封止樹脂、樹脂部および樹脂充填部を想像線で示した図である。
図５の一部を拡大した部分拡大図であって、封止樹脂、樹脂部および樹脂充填部の想像線を省略している。
図６の一部を拡大した部分拡大図である。
図５の平面図において、導通部材の一部を想像線で示した図である。
第１実施形態にかかる半導体モジュールを示す正面図である。
第１実施形態にかかる半導体モジュールを示す底面図である。
第１実施形態にかかる半導体モジュールを示す左側面図である。
第１実施形態にかかる半導体モジュールを示す右側面図である。
図５のＸＩＩＩ－ＸＩＩＩ線に沿う断面図である。
図５のＸＩＶ－ＸＩＶ線に沿う断面図である。
図１４の一部を拡大した部分拡大図である。
図５のＸＶＩ－ＸＶＩ線に沿う断面図である。
図５のＸＶＩＩ－ＸＶＩＩ線に沿う断面図である。
図５のＸＶＩＩＩ－ＸＶＩＩＩ線に沿う断面図である。
図５のＸＩＸ－ＸＩＸ線に沿う断面図である。
第１実施形態にかかる半導体モジュールの回路構成例である。
第１実施形態にかかる半導体モジュールの製造方法の一工程を示す平面図である。
第１実施形態にかかる半導体モジュールの製造方法の一工程を示す断面模式図である。
第１実施形態にかかる半導体モジュールの製造方法の一工程を示す平面図である。
第１実施形態にかかる製造方法の一工程を示す切断部端面図であって、図１３に示す断面に対応する。
第１実施形態にかかる半導体モジュールの製造方法の一工程を示す要部拡大断面図であって、図１３に示す断面の一部を拡大した図に対応する。
第１実施形態にかかる半導体モジュールの製造方法の一工程を示す要部拡大断面図であって、図１４に示す断面の一部を拡大した図に対応する。
第１実施形態にかかる半導体モジュールの製造方法の一工程を示す要部拡大断面図であって、図１４に示す断面の一部を拡大した図に対応する。
第１実施形態にかかる半導体モジュールの製造方法の一工程を示す要部拡大断面図であって、図１３に示す断面の一部を拡大した図に対応する。
第１実施形態にかかる半導体モジュールの製造方法の一工程を示す要部拡大断面図であって、図１４に示す断面の一部を拡大した図に対応する。
第２実施形態にかかる半導体モジュールの正面図である。
第２実施形態にかかる半導体モジュールを示す右側面図である。
第２実施形態にかかる半導体モジュールを示す、図１８と同様の断面図である。
第３実施形態にかかる半導体モジュールの正面図である。
第３実施形態にかかる半導体モジュールを示す右側面図である。
第３実施形態にかかる半導体モジュールを示す、図１８と同様の断面図である。
第４実施形態にかかる半導体モジュールの斜視図である。
第４実施形態にかかる半導体モジュールを示す右側面図である。
第５実施形態にかかる半導体モジュールを示す、図５と同様の平面図である。
図３８の一部を拡大した部分拡大図であって、封止樹脂、樹脂部および樹脂充填部の想像線を省略している。
図３９の一部を拡大した部分拡大図である。
第６実施形態にかかる半導体モジュールを示す、図５と同様の平面図である。
図４１のＸＬＩＩ－ＸＬＩＩ線に沿う断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本開示の半導体モジュールの好ましい実施の形態について、図面を参照して、以下に説明する。以下の説明において、同一あるいは類似の構成要素については、同じ符号を付して、重複する説明を省略する。
【００１０】
図１～図２０は、第１実施形態にかかる半導体モジュールＡ１を示している。半導体モジュールＡ１は、複数の半導体素子１０、導電基板２、支持基板３、複数の入力端子４１～４３、複数の出力端子４４、複数の制御端子４５、制御端子支持体５、導通部材６、第１導電性接合材７１、第２導電性接合材７２、複数のワイヤ７３１～７３５、封止樹脂８、樹脂部８７および樹脂充填部８８を備えている。
（【００１１】以降は省略されています）

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