JP2006120970A - 半導体モジュールとその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】過電流からの保護を図るとともに，高精度に組み付けることが可能な半導体モジュールおよびその製造方法を提供すること。
【解決手段】パワーモジュール１００は，半導体素子１１と，半導体素子１２を有している。また，半導体素子１１，１２は，エミッタ電極４１，４２とコレクタ電極５１，５２の間に挟まれている。また，パワーモジュール１００では，半導体素子１１側のエミッタ電極４１と半導体素子１２側のコレクタ電極５２とが接続部材９１を介して電気的に接続されている。また，接続部材９１は，ヒューズ機能を兼ねており，半導体素子１１，１２間の短絡や負荷短絡時に溶断するようになっている。また，半導体素子１１，半導体素子１２および接続部材９１は，樹脂６でモールドされることにより一体となっている。
【選択図】 図１

Description

本発明は，半導体素子が樹脂でモールドされた半導体モジュールおよびその製造方法に関する。さらに詳細には，過電流からの保護を図るとともに，高精度に組み付けることが可能な半導体モジュールおよびその製造方法に関するものである。

従来から，高耐圧・大電流用のパワーＩＣには，使用時の発熱が大きいことから，素子からの放熱性を向上させるための構成が必要になる。この問題を解決する構成の一例として，例えば特許文献１に，素子の両面に放熱板を兼ねた板状電極を有する半導体装置が提案されている。この構成によれば，素子の両面から放熱できるのため，半導体装置の放熱性が向上するとしている。

図１５および図１６は，特許文献１で提案されたような両面放熱構造を有するパワーモジュールの一例を示している。パワーモジュール１０１は，半導体素子１１を内蔵する半導体モジュール１０と，半導体素子１２を内蔵する半導体モジュール２０とを有している。半導体モジュール１０は，コレクタ電極４１と，エミッタ電極５１と，コレクタ電極４１に接続する端子７１と，エミッタ電極５１に接続する端子８１とを有している。さらに，半導体素子１１は，エミッタ電極４１とコレクタ電極５１の間に挟まれており，半導体素子１１と各電極との間はそれぞれ半田により接合されている。また，エミッタ電極４１およびコレクタ電極５１は，それぞれ板状の銅電極となっており，放熱板を兼ねている。また，半導体モジュール１０は，樹脂６１で個々にモールドされている。半導体モジュール２０も同様の構成となっている。

さらに，パワーモジュール１０１では，半導体モジュール１０と半導体モジュール２０とが外部バスバー９を介して電気的に接続されている。すなわち，パワーモジュール１０１では，半導体モジュール１０のコレクタ電極４１から，半導体モジュール１０のエミッタ電極５１，半導体モジュール１０の端子８１，外部バスバー９，半導体モジュール２０の端子７２，半導体モジュール２０のコレクタ電極４２，半導体モジュール２０のエミッタ電極５２の順に電流が流れるようになっている。図１７に，図１５に示したパワーモジュール１０１の等価回路を示す。

このようなパワーモジュール１０１では，制御系が正しく動作したとしても，ノイズ等の外乱によって半導体モジュール１０，２０間の短絡故障等を引き起こすことがある。そして，短絡故障等によって過電流が発生した場合，延焼を引き起こすおそれがある。そこで，各端子の一部にヒューズ部を設けることで，過電流時に速やかに電流を遮断することが考えられる（例えば，特許文献２）。すなわち，過電流時にヒューズ部が溶断することで延焼や素子の破壊を防止するのである。

また，樹脂６１でモールドされた半導体モジュール１０を形成するためには，一般的にトランスファモールドが行われる。このトランスファモールドでは，上下に分かれた成形型に，コレクタ電極４１およびエミッタ電極５１が半田付けされた状態の半導体素子１１を入れ，型を締めてから大きな圧力をかける。その後，熱で軟化した熱硬化性樹脂（例えば，エポキシ樹脂）を流し込むことにより半導体モジュール１０が形成される。
特開２００３−１１００６４号公報 特開２００３−６８９６７号公報

しかしながら，前記した従来のパワーモジュール１０１には，次のような問題があった。すなわち，パワーモジュール１０１では，半導体素子１１と半導体素子１２とが別々にモールドされて別体となっている。そのため，両半導体素子を接続するために端子や端子間を接続する接続線が必要となる。従って，それらの接触や機械的強度といった事項を検討する必要があり，モジュールのサイズが大型化する。また，両半導体素子間を接続する端子には，外部バスバー９等を支えるための機械的強度が要求される。従って，パワーモジュール１０１においては，端子の一部に機械的強度が弱いヒューズ部を設けることは困難である。

また，トランスファモールドを行う際には，次のような問題がある。すなわち，トランスファモールドでは，成形型のキャビティが半導体モジュール１０の出来上がりの外形を決定する。そして，成形型のキャビティの高さ寸法は，型締めの際の素子破壊を防止するため，半導体モジュール１０の高さ寸法よりも若干大きくなっている。そのため，少なくとも一方の面上には，エポキシ樹脂が付着することになる。このエポキシ樹脂は，熱伝導率が低く，銅の１／１００以下でしかない。そのため，エポキシ樹脂が電極表面に付着すると放熱性が悪化し，製品として使用できなくなるおそれがある。そこで，この問題を解決するためには，２つの案が考えられる。

第１の案としては，電極表面を樹脂が被さらないようにすることである。この案では，半田付け後の高さ寸法を高精度にする，特に成形型と電極との隙間を樹脂に含有されているフィラー粒径（およそ１０μｍ）以下となるようにする必要がある。しかし，高さ寸法を高精度にするには，板状電極の板厚や半田厚のばらつきを抑制する必要があり，加工費の上昇を招いていしまう。また，この隙間が０μｍ以下になると型締め時の圧力が電極を介して素子に伝わってしまうため，素子を破壊してしまうおそれがある。そのため，成形時に使用される治具１つ１つを高精度に加工する必要がある。

第２の案としては，成形時に付着した樹脂を成形後に削り取ることである。この案では，研磨などの非常に時間のかかる工程や，研磨後の洗浄などの素子が嫌う水分を利用する工程が必要となる。

すなわち，第１の案，第２の案ともに両面放熱構造のパワーモジュール１０１に対してトランスファモールドを適用すると，加工費が高くなるとともに信頼性を損なうおそれがある。

本発明は，前記した従来の技術が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは，過電流からの保護を図るとともに，高精度に組み付けることが可能な半導体モジュールおよびその製造方法を提供することにある。

この課題の解決を目的としてなされた半導体モジュールは，第１の半導体素子と，第１の半導体素子と電気的に接続された第２の半導体素子と，第１の半導体素子と第２の半導体素子との間に設けられた中間端子とを有する半導体モジュールであって，第１の半導体素子と第２の半導体素子とを電気的に接続するとともにヒューズ機能を備える接続部を有し，接続部は，第１の半導体素子および第２の半導体素子とともに一体的に樹脂封止されていることを特徴とするものである。

すなわち，本発明の半導体モジュールは，第１の半導体素子と第２の半導体素子との間に，両者を電気的に接続するとともにヒューズ機能を備える接続部を有している。「接続部」の具体例としては，アルミリボンボンドやアルミワイヤボンド等が該当する。つまり，銅やアルミニウム等の電気伝導性に優れた材料であって，定格電流のおよそ２倍以上の過電流が流れた時に溶断可能なものであればよい。従って，ここでいう「接続部」としては，半導体素子間を接続する接続部材そのものが溶断されなくても，例えば接続部材と半導体素子の電極とを接続する接着材が溶断するものであってもよい。この接続部材が第１の半導体素子と第２の半導体素子との間に位置することで，過電流を速やかに遮断することができ，半導体モジュールの延焼を防ぐことができる。

さらに，本発明の半導体モジュールは，接続部が第１の半導体素子と第２の半導体素子との間であって中間端子よりも電流経路中の上流側に位置するように配設されることにより，故障箇所の特定が容易となる。例えば，このような半導体モジュールを３つ組み合わせて３相インバータを構成したとする。この場合，Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相のいずれの相で過電流が生じたのかを，溶断した接続部によって特定することができる。また，故障箇所を特定できることから，故障し易い箇所を特定することも容易となる。

さらに，本発明の半導体モジュールは，第１の半導体素子，第２の半導体素子，および接続部を一体的に樹脂封止している。すなわち，第１の半導体素子と第２の半導体素子との電気的な接続のために，強度の大きな外部端子や外部端子間の接続線を設ける必要がない。従って，半導体モジュール全体がコンパクトである。また，接続部も樹脂封止されていることから，接続部の機械的強度は要求されない。よって，半導体素子を複数有する半導体モジュールの過電流保護を図ることが可能である。

また，本発明の半導体モジュール用の中間接合体は，半導体素子を第１の板状電極と第２の板状電極とで挟み込む構造を有する中間接合体であって，第１の板状電極を支持する第１リードフレームと，第２の板状電極を支持する第２リードフレームと，第１リードフレーム上に設けられ，半導体モジュールの高さ方向に突起する嵌入部と，第２リードフレーム内に設けられ，嵌入部と嵌合することが可能な穴状の被嵌入部とを有することを特徴とするものである。

すなわち，本発明の中間接合体は，半導体素子が第１の板状電極と第２の板状電極とに挟み込まれた両面放熱構造を有している。そして，第１の板状電極は第１リードフレームに，第２の板状電極は第２リードフレームにそれぞれ支持されている。さらに，第１リードフレームには突起状の嵌入部が，第２リードフレームには穴状の被嵌入部がそれぞれ設けられており，その嵌入部と被嵌入部とが嵌合することによって，両リードフレームが位置決めされる。嵌入部と被嵌入部との組合せとしては，例えば押出し加工によって成形された突起状の嵌入部と，その突起状の嵌入部と嵌合する有底穴状の被嵌入部とがある。この他，例えば押出し加工によって成形された凸部の先端面に設けられた突起状の嵌入部と，その突起状の嵌入部と嵌合する貫通穴状の被嵌入部とがある。また，嵌入部や被嵌入部は，その側面がテーパ形状であるとよりよい。テーパ形状であることにより，嵌合が容易となる。

そして，本発明の中間接合体では，その高さ寸法がリードフレームの嵌め合い部分を構成する部位（嵌入部や被嵌入部等）の寸法によって規定される。この嵌め合い部分を構成する部位は，リードフレームの鍛造製法などにより実現される。そのことから，それらの寸法は高精度である。そして，嵌め合い部分を構成する部位の寸法が高精度であることから，中間接合体，すなわち半導体モジュールの高さ寸法が高精度となる。よって，型締め時に型と電極との隙間を極めて狭くすることができる。従って，電極上に樹脂が付着することなく，高放熱性を確保することができる。また，リードフレームの鍛造製法などによって高さ寸法の精度を維持していることから，高精度な組付け治具や治具１つ１つの精度管理が不要となり，加工費が安価である。

また，本発明の半導体モジュールの製造方法は，半導体素子を第１の板状電極と第２の板状電極とで挟み込む構造を有する半導体モジュールの製造方法であって，第１の板状電極を支持する第１リードフレームと，第２の板状電極を支持する第２リードフレームとによって半導体素子を挟み込むとともに，その第１リードフレーム上に設けられた突起状の嵌入部と，その第２リードフレーム内に設けられた穴状の被嵌入部とを嵌合することにより位置決めを行う位置決めステップと，嵌入部と被嵌入部とが嵌合された状態で半導体モジュールの高さ方向に型締めを行う成形ステップとを含むことを特徴としている。

本発明の半導体モジュールの製造方法では，第１リードフレームの嵌入部と，第２リードフレームの被嵌入部とを嵌合することにより，両リードフレームの位置決めが行われる。両フレーム間（第１の板状電極と第２の板状電極との隙間）は，リードフレームの嵌め合い部分（嵌入部や被嵌入部等）の寸法によって規定される。そのため，高精度な組付け治具や治具１つ１つの精度管理が不要となる。その後，半導体モジュールの高さ方向に型締めを行う。これにより，半導体モジュールの外形寸法が高精度に規定される。その後，型締めされた状態で，熱硬化性樹脂を成形型のキャビティに注入する。半導体モジュールの高さ寸法が高精度であることから，型と電極との隙間を極めて狭く，電極上に樹脂が殆ど付着しない。従って，高放熱性を確保することができる。さらには，電極上に樹脂が付着していないため，成形後に樹脂を削り取る工程は不要である。

本発明によれば，半導体素子と半導体素子との間にヒューズ機能を有する接続部を設け，その接続部を含めて一体的にモールドすることで，過電流保護が図られた半導体モジュールを実現している。また，嵌め合い構造を有する一対のリードフレームを設けることにより，高さ寸法が高精度な半導体モジュールを実現している。よって，過電流からの保護を図るとともに，高精度に組み付けることが可能な半導体モジュールおよびその製造方法が提案されている。

以下，本発明を具体化した実施の形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。なお，以下の形態では，両面放熱構造のパワーモジュール（半導体モジュール）およびその製造方法として本発明を適用する。

本形態のパワーモジュール１００は，図１に示すように半導体素子１１と，半導体素子１２を有している。半導体素子１１および半導体素子１２は，ＩＧＢＴやサイリスタ等のパワー半導体素子から構成されている。また，半導体素子１１は，エミッタ電極４１とコレクタ電極５１の間に挟まれており，半導体素子１１と各電極との間はそれぞれ半田により接合されている。また，半導体素子１２についても半導体素子１１と同様に，エミッタ電極４２とコレクタ電極５２の間に挟まれている。

エミッタ電極４１，４２およびコレクタ電極５１，５２は，それぞれ熱伝導性および電気伝導性に優れた金属（例えば，銅やアルミニウム）で構成されている。さらにこれらの電極は，矩形状の板材であり，放熱板を兼ねている。すなわち，本形態のパワーモジュール１００は，両面放熱構造をなしている。

また，エミッタ電極４１，４２とコレクタ電極５１，５２との間の隙間，ならびに，半導体素子１１，１２の周囲部分には，樹脂（例えば，エポキシ樹脂）６が充填されている。すなわち，半導体素子１１および半導体素子１２は，樹脂６でモールドされることにより一体となっている。この点，半導体素子１１を内蔵する半導体モジュール１０と半導体素子１２を内蔵する半導体モジュール２０とが別体で構成された従来の形態（図１６参照）と異なる。

さらに，パワーモジュール１００では，半導体素子１１側のエミッタ電極４１と半導体素子１２側のコレクタ電極５２とが接続部材９１を介して電気的に接続されている。また，接続部材９１は，ヒューズ機能を兼ねており，半導体素子１１，１２間の短絡や負荷短絡時に溶断するようになっている。図２は，本形態のパワーモジュール１００のうち，半導体素子１１，１２を覆う樹脂６を除いた状態を示している。接続部材９１は，板厚が０．２ｍｍであり，幅が２．０ｍｍであるアルミリボンボンドであって，３〜５本の範囲内で設けられている。この接続部材９１が過電流時にすべて溶断することにより，半導体素子１１，１２間の電流が瞬断される。

パワーモジュール１００では，接続部材９１によってエミッタ電極５１とコレクタ電極４２とを電気的に接続することにより，半導体素子１１側のコレクタ電極４１から，半導体素子１１側のエミッタ電極５１，接続部材９１，半導体素子１２側のコレクタ電極４２，半導体素子１２側のエミッタ電極５２の順に電流が流れるようになっている。

図３に，図１に示したパワーモジュール１００の等価回路を示す。図３中のＰ，Ｎ，Ｕは，それぞれ図１中の端子Ｐ，Ｎ，Ｕにそれぞれ対応している。さらに，図３に示すように，半導体素子１１と半導体素子１２との間で，且つ，出力端子Ｕの前段に，通電断面積が小さい接続部材９１が設けられる。これにより，過電流に対する保護が図られ，樹脂６の延焼等を抑制することができる。このようなパワーモジュール１００を複数設けることにより，例えば図４に示すような３相インバータが構成される。

なお，接続部材９１は，アルミリボンボンドに限るものではない。すなわち，エミッタ電極５１とコレクタ電極４２との間を電気的に接続することが可能であり，過電流時に溶断可能であればよい。例えば，図５に示すように直径が３００〜５００μｍの範囲内のアルミワイヤを少なくとも１４本設けることとしてもよい。また，図６に示すように板厚が０．５ｍｍで幅が５．０ｍｍの銅板を融点が低い（２００〜３００℃）ろう接材で接合することとしてもよい。また，断面積が小さい銅材と抵抗接合，プラズマ接合，Ｔｉｇ（タングステン・イナート・ガス）接合などで構成するとしてもよい。なお，溶断可能とするためには，通電断面積が３ｍｍ² 以下であることが好ましい。

続いて，前述した両面放熱構造を有するパワーモジュールの製造方法，特に半導体素子１１，１２を樹脂６でモールドする際の方法について説明する。以下，図６に示したパワーモジュール１２０の製造方法について説明する。

まず，図７に示すように，リードフレーム４０に支持されたコレクタ電極４１，４２を用意する。リードフレーム４０の一部には，エミッタ電極５１，５２との位置決めを行うための位置決め部４５が設けられている。位置決め部４５には，略円柱状であって有底穴状の凹部４６が幾つか設けられている。これら凹部４６は，リードフレーム４０の生成時の鍛造製法などにより実現される。なお，コレクタ電極４１，４２の上面上には，半導体素子１１，１２を半田付けしておく。

また，図８に示すように，リードフレーム５０に支持されたエミッタ電極５１，５２を用意する。リードフレーム５０の一部には，コレクタ電極４１，４２との位置決めを行うための位置決め部５５が設けられている。位置決め部５５には，略円柱状であって突起状の凸部５６が幾つか設けられている。これら凸部５６は，リードフレーム５０の生成時の鍛造製法などにより実現される。

次に，図９に示すように，リードフレーム４０とリードフレーム５０とを重ね合わせ，半導体素子１１，１２上にそれぞれエミッタ電極５１，５２を半田付けする。このとき，リードフレーム４０に設けられた凹部４６と，リードフレーム５０に設けられた凸部５６とが嵌合することにより，各電極の平面位置が位置決めされる。

また，凹部４６と凸部５６とが嵌合した状態で固定されることにより，次のことが規定される。すなわち，凹部４６の深さと，凸部５６の長さ（図８中のＬ１）とにより，エミッタ電極とコレクタ電極との間の隙間寸法が規定される。この隙間寸法の精度は，凹部４６および凸部５６の鍛造加工精度によって決定され，半田厚や電極板厚に左右されない。そのため，隙間寸法は高精度に規定される。また，隙間寸法が規定されることから，パワーモジュールの高さ寸法（図９中のＬ２）が規定される。

さらに，エミッタ電極５１とコレクタ電極４２とに対して接続部材９３を半田付けする。すなわち，図１０に示すように，電気伝導性に優れた接続部材９３をエミッタ電極５１とコレクタ電極４２との間に設けることにより，半導体素子１１と半導体素子１２とが電気的に接続される。

次に，各リードフレームのうちの中央部分を切り離した後，図１１に示すように，上型６６と下型６７とにより構成される成形型６０内に，エミッタ電極およびコレクタ電極が接続された半導体素子１１，１２を収容する。そして，上型６６および下型６７とによって高さ方向に型締めされ，リードフレームを切り離す前の半導体モジュールである中間接合体が製造される。なお，各リードフレームの位置決め部は，後述する樹脂封止工程後に除去されることから，型締め工程時には成形型６０の外側に位置する（図１０参照）。

そして，型締めされた状態で成形型６０内のキャビティに熱で軟化した熱硬化性樹脂６を注入する。これにより，エミッタ電極とコレクタ電極との隙間，並びに，半導体素子１１，１２の周囲部分等に樹脂６が充填される。なお，凹部４６と凸部５６とが嵌め合わされた状態で，パワーモジュールの外形高さ寸法を規定することになる。そして，その外形高さ寸法が高精度に規定されていることから，成形型６０と両電極との間には殆ど隙間が生じない。そのため，電極上の樹脂の付着が抑制され，成形後のパワーモジュールは高放熱性を確保することができる。樹脂６が硬化した後，成形型７０内から半導体素子１１，１２が一体化されたモジュールを取り出す。その後，樹脂６からはみ出したリードフレームを切除する。このとき，リードフレーム中の各位置決め部が除去される。これにより，パワーモジュール１２０が完成する。

なお，図１２に示すようにリードフレーム４０に貫通孔４８を設け，さらにリードフレーム５０に押出部５８およびその押出部５８の先端部の一部から高さ方向に延出するとともに貫通孔４８に挿入可能な突出部５９を設けてもよい。この場合，エミッタ電極とコレクタ電極との間の隙間寸法は，貫通孔４８の深さや突出部５９の長さによるものではなく，押出部５８の長さ（図１２中のＬ３）によって規定される。

以上詳細に説明したように本形態のパワーモジュール１００では，半導体素子１１と半導体素子１２とがヒューズ機能を有する接続部材９１によって電気的に接続されることとしている。そのため，過電流時に速やかに電流を遮断することができる。さらに，接続部材９１は，半導体素子１１，１２とともに一体的に樹脂封止されている。すなわち，本形態のパワーモジュール１００では，２つの半導体素子がまとめてモールドされており，接続部材９１もあわせてモールドされている。そのため，接続部材９１に対して強い機械的強度は要求されない。また，接続部材９１もあわせて一体的にモールドされていることから，半導体素子間を外部で接続していた従来のパワーモジュール（図１６参照）と比較してコンパクトである。

また，接続部材９１は，半導体素子１１と半導体素子１２との間であって，出力端子Ｕよりも前段の位置に設けることとしている。これにより，例えば図４に示すような３相インバータを構成した場合，Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相のいずれの相で故障が発生したかを容易に特定することができる。そして，故障部位を特定することができることから，その対策が容易となる。

また，本形態のパワーモジュール１００の製造方法では，エミッタ電極５１，５２を支持するとともに突起状の凸部５６を備えたリードフレーム５０を用意することとしている。また，コレクタ電極４１，４２を支持するとともに穴状の凹部４６を備えたリードフレーム４０を用意することとしている。そして，両リードフレームの間に半導体素子１１，１２を挟み，両リードフレームを凸部５６と凹部４６とが嵌合するように重ね合わせることとしている。これにより，両リードフレームの平面位置が位置決めされる。さらに，凹部４６の深さと凸部５６の長さとにより，エミッタ電極とコレクタ電極との間の隙間寸法が規定されることになる。そして，凹部４６および凸部５６は，各リードフレームの生成時の鍛造製法などにより実現されることから，その寸法は高精度である。そのため，特別な治具を用いることなく高さ寸法を高精度にすることができる。つまり，高精度な組付け治具や治具１つ１つの精度管理が不要となり，加工費の低減が可能となる。

そして，凸部５６と凹部４６とが嵌合された状態で高さ方向に型締めし，その状態で樹脂を流し込むこととしている。このとき，高さ寸法が高精度であることから，成形型と電極との隙間が極めて狭い。そのため，両電極上に樹脂が流れ込むことが殆どない。よって，高放熱性を確保することができる。さらには，電極上に樹脂が付着していないため，成形後に樹脂を削り取る工程は不要である。

なお，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。例えば，リードフレーム４０とリードフレーム５０との嵌め合い機構については，図９に示した機構に限るものではない。例えば，リードフレーム４０側に凸部を，リードフレーム５０側に凹部をそれぞれ設けてもよい。また，凹部および凸部の形状は円柱状に限らず，角柱状であってもよい。

また，図１３に示すように，凹部４６および凸部５６の形状をテーパ形状としてもよい。テーパ形状とすることにより，凹部４６と凸部５６との嵌合をスムーズに行うことができる。

また，本実施の形態では，２つの半導体素子１１，１２をモールドしているが，モールドされる半導体素子の数は２つに限るものではない。例えば，図１４に示すように，１つの半導体素子をモールドする際にも本発明を適用可能である。

実施の形態にかかるパワーモジュールを示す断面図である。 実施の形態にかかるパワーモジュールを示す概念斜視図である。 図１に示したパワーモジュールの等価回路を示す図である。 実施の形態のパワーモジュールを利用した３相インバータの等価回路を示す図である。 接続部材の応用例（その１）を示す概念斜視図である。 接続部材の応用例（その２）を示す概念斜視図である。 リードフレームに囲まれたコレクタ電極を示す図である。 リードフレームに囲まれたエミッタ電極を示す図である。 両リードフレームを重ね合わせた状態を示す上面図である。 図９に示したパワーモジュールのＡ−Ａ断面を示す図である。 図９に示したパワーモジュールの型締め状態を示す断面図である。 リードフレームの嵌め合い機構の応用例（その１）を示す断面図である。 リードフレームの嵌め合い機構の応用例（その２）を示す断面図である。 応用例にかかるパワーモジュールの型締め状態を示す断面図である。 従来の形態にかかるパワーモジュールを示す上面図である。 図１５に示したパワーモジュールのＸ−Ｘ断面を示す図である。 図１５に示したパワーモジュールの等価回路を示す図である。

符号の説明

２ 電源
３ 負荷
６ 樹脂
１１，１２ 半導体素子
４０，５０ リードフレーム
４１，４２ コレクタ電極
５１，５２ エミッタ電極
４６ 凹部（被嵌入部）
５６ 凸部（嵌入部）
６０ 成形型
９１，９２，９３ 接続部材（接続部）
１００ パワーモジュール（半導体モジュール）

Claims (9)

1. 第１の半導体素子と，前記第１の半導体素子と電気的に接続された第２の半導体素子と，前記第１の半導体素子と前記第２の半導体素子との間に設けられた中間端子とを有する半導体モジュールにおいて，
   前記第１の半導体素子と前記第２の半導体素子とを電気的に接続するとともにヒューズ機能を備える接続部を有し，
   前記接続部は，前記第１の半導体素子および前記第２の半導体素子とともに一体的に樹脂封止されていることを特徴とする半導体モジュール。
2. 請求項１に記載する半導体モジュールにおいて，
   前記接続部は，導体材で構成されるとともに，通電断面積が３ｍｍ² 以下であることを特徴とする半導体モジュール。
3. 請求項１または請求項２に記載する半導体モジュールにおいて，
   各半導体素子は，それぞれ一対の板状電極に挟まれていることを特徴とする半導体モジュール。
4. 両面電極構造を有する半導体モジュールを支持するリードフレーム対において，
   第１の板状電極を支持する第１リードフレームと，
   第２の板状電極を支持する第２リードフレームとを有し，
   前記第１リードフレームには，厚さ方向に突起する嵌入部が設けられ，
   前記第２リードフレームには，前記嵌入部と嵌合することが可能な穴状の被嵌入部が設けられていることを特徴とするリードフレーム対。
5. 請求項４に記載するリードフレーム対において，
   前記嵌入部と前記被嵌入部との少なくとも一方は，その側面がテーパ状をなしていることを特徴とするリードフレーム対。
6. 半導体素子を第１の板状電極と第２の板状電極とで挟み込む構造を有する中間接合体において，
   前記第１の板状電極を支持する第１リードフレームと，
   前記第２の板状電極を支持する第２リードフレームと，
   前記第１リードフレーム上に設けられ，半導体素子の高さ方向に突起する嵌入部と，
   前記第２リードフレーム内に設けられ，前記嵌入部と嵌合することが可能な穴状の被嵌入部とを有することを特徴とする中間接合体。
7. 請求項６に記載する中間接合体において，
   前記嵌入部と前記被嵌入部との少なくとも一方は，その側面がテーパ状をなしていることを特徴とする中間接合体。
8. 半導体素子を，第１の板状電極と第２の板状電極とで挟み込む構造を有する半導体モジュールの製造方法において，
   前記第１の板状電極を支持する第１リードフレームと，前記第２の板状電極を支持する第２リードフレームとによって前記半導体素子を挟み込むとともに，当該第１リードフレーム上に設けられた突起状の嵌入部と，当該第２リードフレーム内に設けられた穴状の被嵌入部とを嵌合することにより位置決めを行う位置決めステップと，
   前記嵌入部と前記被嵌入部とが嵌合された状態で半導体モジュールの高さ方向に型締めを行う成形ステップとを含むことを特徴とする半導体モジュールの製造方法。
9. 請求項８に記載する半導体モジュールの製造方法において，
   型締めを行った状態で前記第１の板状電極と第２の板状電極との隙間に樹脂を流し込む樹脂注入ステップを含むことを特徴とする半導体モジュールの製造方法。

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