JP2013038310A - Semiconductor module and manufacturing method of the same - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To perform electrical connection of a signal line terminal and a power element collectively without requiring any bonding.SOLUTION: Signal line terminals S1, S2 for connection with a gate electrode are configured using lead frames 10, 11 being bonded to emitter electrodes 72 of semiconductor chips 7a, 7b. The signal line terminals S1, S2 can be bonded directly to the signal line electrodes 71 of the semiconductor chips 7a, 7b by using a bonding material 22, without using a bonding wire. Consequently, a semiconductor module 4 having a structure not requiring the bonding can be configured, and since the complicated conventional bonding process of die bond step → bonding step → die bond step is not required, a manufacturing process can be simplified.

Description

本発明は、放熱基板を介し放熱が行われる半導体パワー素子が形成された半導体チップと放熱基板とを樹脂封止して一体構造とした半導体モジュールに関するもので、例えば、上アーム（ハイサイド側素子）と下アーム（ローサイド側素子）の二つの半導体パワー素子を一つの樹脂封止部に封止した２ｉｎ１構造、もしくは、一つの半導体パワー素子を樹脂封止部に封止した１ｉｎ１構造の半導体モジュールに適用すると好適である。   The present invention relates to a semiconductor module in which a semiconductor chip on which a semiconductor power element that performs heat dissipation through a heat dissipation substrate is formed and a heat dissipation substrate are sealed with a resin to form an integrated structure, for example, an upper arm (high side element) ) And lower arm (low-side element) two semiconductor power elements sealed in one resin-sealed part, or a 1 in 1 structure semiconductor module sealed with one semiconductor power element in a resin-sealed part It is preferable to apply to.

従来より、半導体パワー素子が形成された半導体チップと放熱基板とを樹脂封止して一体構造とした半導体モジュールが提案されている（例えば、特許文献１参照）。   2. Description of the Related Art Conventionally, a semiconductor module in which a semiconductor chip on which a semiconductor power element is formed and a heat dissipation substrate are sealed with a resin to form an integrated structure has been proposed (see, for example, Patent Document 1).

図１０は、この半導体モジュールの断面図である。この図に示されるように、半導体モジュールは、半導体パワー素子として絶縁ゲート型電界効果トランジスタ（以下、ＩＧＢＴという）が形成された半導体チップＪ１と、フリーホイールダイオード（以下、ＦＷＤという）が形成された半導体チップＪ２とを備え、これらを樹脂部Ｊ３にて封止した構造とされる。   FIG. 10 is a cross-sectional view of this semiconductor module. As shown in this figure, the semiconductor module has a semiconductor chip J1 on which an insulated gate field effect transistor (hereinafter referred to as IGBT) is formed as a semiconductor power element, and a free wheel diode (hereinafter referred to as FWD). The semiconductor chip J2 is provided and these are sealed with the resin portion J3.

ＩＧＢＴのエミッタ−コレクタ間とＦＷＤのアノード−カソード間とは並列接続され、ＩＧＢＴのゲート電極を含む信号線電極に接続される信号線端子Ｊ４、コレクタ電極に繋がるハイサイド側端子Ｊ５、エミッタ電極に繋がるローサイド側端子Ｊ６が樹脂部Ｊ３から露出させられることで、外部との電気的が図られている。具体的には、ＩＧＢＴのゲート電極を含む信号線電極は、半導体チップＪ１と信号線端子Ｊ４との間をボンディングワイヤＪ７で接続することにより信号線端子Ｊ４と電気的に接続されている。ＩＧＢＴのコレクタ電極は、はんだＪ８を介してハイサイド側端子Ｊ５に直接接続されている。ＩＧＢＴのエミッタ電極は、はんだＪ９を介して電極ブロックＪ１０に接続されたのち、さらにはんだＪ１１を介してローサイド側端子Ｊ６に接続されている。また、ＦＷＤのアノード電極は、はんだＪ１２を介して電極ブロックＪ１３に接続されたのち、さらにはんだＪ１４を介してローサイド側端子Ｊ６に接続されている。そして、ＦＷＤのカソード電極は、はんだＪ１５を介してハイサイド側端子Ｊ５に直接接続されている。   The emitter-collector of the IGBT and the anode-cathode of the FWD are connected in parallel, the signal line terminal J4 connected to the signal line electrode including the gate electrode of the IGBT, the high-side terminal J5 connected to the collector electrode, and the emitter electrode The connected low-side terminal J6 is exposed from the resin portion J3, so that electrical connection with the outside is achieved. Specifically, the signal line electrode including the gate electrode of the IGBT is electrically connected to the signal line terminal J4 by connecting the semiconductor chip J1 and the signal line terminal J4 with the bonding wire J7. The collector electrode of the IGBT is directly connected to the high side terminal J5 through the solder J8. The emitter electrode of the IGBT is connected to the electrode block J10 via the solder J9, and is further connected to the low side terminal J6 via the solder J11. Further, the anode electrode of the FWD is connected to the electrode block J13 through the solder J12, and is further connected to the low-side terminal J6 through the solder J14. The cathode electrode of the FWD is directly connected to the high side terminal J5 via the solder J15.

特許第３７１９５０６号公報Japanese Patent No. 3719506

上記のような従来の半導体モジュールでは、信号線端子Ｊ４と半導体チップＪ１とをボンディングワイヤＪ７で接続している。しかしながら、信号線端子Ｊ４とローサイド側端子Ｊ６とは異なる電位となるため、信号線端子Ｊ４と半導体チップＪ１とを接続するボンディングワイヤＪ７がローサイド側端子Ｊ６に接触しないように、これらの間の間隔をある程度空ける必要があった。このため、電極ブロックＪ１０、Ｊ１３が必要となり、部品点数の増加になっていた。   In the conventional semiconductor module as described above, the signal line terminal J4 and the semiconductor chip J1 are connected by the bonding wire J7. However, since the signal line terminal J4 and the low side terminal J6 have different potentials, the bonding wire J7 that connects the signal line terminal J4 and the semiconductor chip J1 does not contact the low side terminal J6. It was necessary to leave some space. For this reason, the electrode blocks J10 and J13 are required, which increases the number of parts.

また、ボンディングワイヤＪ７での結線が必要になるため、製造工程の増加にも繋がっていた。具体的には、電気的な接続を行うための工程として、まず、ハイサイド側端子Ｊ５の上にはんだＪ８、Ｊ１５を介して半導体チップＪ１、Ｊ２を搭載し、さらに半導体チップＪ１、Ｊ２の上にはんだＪ９、Ｊ１２を介して電極ブロックＪ１０、Ｊ１３を配置してからリフロー処理を行うというダイボンド工程を行った後、ボンディングワイヤＪ７での結線を行うためのボンディング工程を行っている。そして、ローサイド側端子Ｊ６の上にはんだＪ１１、Ｊ１４を備えたものを用意し、上記のようにダイボンド工程まで行ったものを裏返して、はんだＪ１１、Ｊ１４を備えたローサイド側端子Ｊ６上に搭載し、再びリフロー処理を行うというダイボンド工程を行っている。したがって、電気的な接続を行うために、ダイボンド工程→ボンディング工程→ダイボンド工程という複数の工程を経なければならず、製造工程を煩雑にしていた。   Further, since it is necessary to connect with the bonding wire J7, the manufacturing process is increased. Specifically, as a process for electrical connection, first, the semiconductor chips J1 and J2 are mounted on the high-side terminal J5 via the solders J8 and J15, and further on the semiconductor chips J1 and J2. After performing the die-bonding process of performing the reflow process after arranging the electrode blocks J10 and J13 through the solders J9 and J12, the bonding process for performing the connection with the bonding wire J7 is performed. And prepare what equipped with solder J11, J14 on low side terminal J6, turn over what was done to the die bonding process as mentioned above, and mount it on low side terminal J6 equipped with solder J11, J14. Then, the die-bonding process of performing the reflow process again is performed. Therefore, in order to make an electrical connection, a plurality of processes including a die bonding process, a bonding process, and a die bonding process must be performed, which complicates the manufacturing process.

本発明は上記点に鑑みて、ボンディングを必要としなくても、信号線端子とパワー素子との電気接続が行える半導体モジュールおよびその製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above points, and it is an object of the present invention to provide a semiconductor module and a method for manufacturing the same that can electrically connect a signal line terminal and a power element without requiring bonding.

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、半導体チップ（７ａ）の裏面電極（７３）に接続されると共に第１端子（Ｐ）が備えられる第１リードフレーム（９）と、半導体チップ（７ａ）の信号線電極（７１）に接続される信号線端子（Ｓ１）および表面電極（７２）に接続されると共に第２端子（Ｏ）が延設された板状部（１０ａ）が備えられる第２リードフレーム（１０）と、第１端子（Ｐ）および第２端子（Ｏ）を露出させつつ半導体チップ（７ａ）と第１、第２リードフレーム（９、１０）を封止する樹脂部（１６）とを有し、信号線端子（Ｓ１）と信号線電極（７１）とがバンプで構成された接合材（２２）によって接合されていることを特徴としている。   To achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a first lead frame (9) connected to the back electrode (73) of the semiconductor chip (7a) and provided with a first terminal (P); A plate-like portion (10a) connected to the signal line terminal (S1) and the surface electrode (72) connected to the signal line electrode (71) of the semiconductor chip (7a) and extended with the second terminal (O). The semiconductor chip (7a) and the first and second lead frames (9, 10) are sealed while exposing the second lead frame (10) including the first terminal (P) and the second terminal (O). The signal line terminal (S1) and the signal line electrode (71) are bonded by a bonding material (22) formed of a bump.

このように、半導体チップ（７ａ）の表面電極（７２）に接合される第２リードフレーム（１０）を用いてゲート電極に接続される信号線端子（Ｓ１）を構成するようにしている。そして、接合材（２２）を用いることにより、ボンディングワイヤを用いることなく信号線端子（Ｓ１）が半導体チップ（７ａ）の信号線電極（７１）に直接接合されるようにしている。したがって、ボンディングを行わなくても良い構造の半導体モジュールとすることが可能となり、従来のボンディングを行う場合のようなダイボンド工程→ボンディング工程→ダイボンド工程という煩雑な経なくても済み、製造工程の簡略化を図ることが可能となる。   Thus, the signal line terminal (S1) connected to the gate electrode is configured using the second lead frame (10) joined to the surface electrode (72) of the semiconductor chip (7a). By using the bonding material (22), the signal line terminal (S1) is directly bonded to the signal line electrode (71) of the semiconductor chip (7a) without using a bonding wire. Accordingly, it is possible to obtain a semiconductor module having a structure that does not require bonding, and it is possible to eliminate the complicated process of die bonding process → bonding process → die bonding process as in the case of conventional bonding, and simplify the manufacturing process. Can be achieved.

請求項２に記載の発明では、信号線端子（Ｓ１）のうち板状部（１０ａ）側の端部は、板状部（１０ａ）よりも厚みが薄くされていることを特徴としている。   The invention according to claim 2 is characterized in that the end of the signal line terminal (S1) on the plate-like portion (10a) side is thinner than the plate-like portion (10a).

このように、信号線端子（Ｓ１）のうち板状部（１０ａ）側の端部を板状部（１０ａ）よりも厚みが薄くなるようにすれば、その分、空間が空くため、樹脂部（１６）による樹脂封止を行う際に樹脂流れ性を良好にすることが可能となる。   Thus, if the end of the signal line terminal (S1) on the side of the plate-like portion (10a) is made thinner than the plate-like portion (10a), the space will be increased accordingly, and the resin portion It is possible to improve the resin flowability when performing resin sealing according to (16).

請求項３に記載の発明では、信号線端子（Ｓ１）のうち接合材（２２）によって接合される位置には表裏を貫通する貫通孔（１７）が形成されており、該貫通孔（１７）内に接合材（２２）が入り込んでいることを特徴としている。   In the invention according to claim 3, a through hole (17) penetrating the front and back is formed at a position where the signal line terminal (S <b> 1) is joined by the joining material (22), and the through hole (17). It is characterized in that the bonding material (22) enters inside.

このような構成によれば、貫通孔（１７）がアンカーとして機能し、接合材（２２）が貫通孔（１７）から抜け難くなるようにできる。これにより、接合材（２２）と信号線端子（Ｓ１）との接合をより強固に行うことが可能となる。   According to such a configuration, the through hole (17) functions as an anchor, and the bonding material (22) can be made difficult to come out of the through hole (17). Thereby, it becomes possible to more firmly join the joining material (22) and the signal line terminal (S1).

請求項４に記載の発明では、貫通孔（１７）は、深さ方向の途中位置において内径が最も小さく、信号線端子（Ｓ１）の表面側および裏面側に向かうに連れて内径が徐々に大きくなることを特徴としている。   In the invention according to claim 4, the through hole (17) has the smallest inner diameter at an intermediate position in the depth direction, and the inner diameter gradually increases toward the front and back sides of the signal line terminal (S 1). It is characterized by becoming.

このような構成とすれば、貫通孔（１７）内に接合材（２２）が入り込んだときに貫通孔（１７）の内壁面が引っ掛かって接合材（２２）が抜けなくなるため、よりアンカー効果を発揮することが可能となる。   With such a configuration, when the bonding material (22) enters the through hole (17), the inner wall surface of the through hole (17) is caught and the bonding material (22) cannot be removed. It becomes possible to demonstrate.

請求項５に記載の発明では、第１リードフレーム（９）を用意し、該第１リードフレーム（９）のうちの半導体チップ（７ａ）が接続される位置に第１接合材（２０）を配置する工程と、第２リードフレーム（１０）を用意し、該第２リードフレーム（１０）のうちの半導体チップ（７ａ）が接続される位置に第２接合材（２３）を配置すると共に信号線端子（Ｓ１）のうち信号線電極（７１）に接続される位置に第３接合材（２２）を配置する工程と、第１接合材（２０）の上に半導体チップ（７ａ）を配置する工程と、第１接合材（２０）の上に半導体チップ（７ａ）を配置した第１リードフレーム（９）の上に、第２リードフレーム（１０）を第２接合材（２３）および第３接合材（２２）側を向けて配置する工程と、リフロー処理により、第１接合材（２０）と裏面電極（７３）とを接合すると共に、第２接合材（２３）と表面電極（７２）とを接合し、さらに第３接合材（２２）と信号線電極（７１）とを接合する工程と、リフロー処理後に、第１リードフレーム（９）と第２リードフレーム（１０）および半導体チップ（７ａ）を第１、第２端子（Ｐ、Ｏ）が露出されるように樹脂部（１６）にて樹脂封止する工程とを含み、第２リードフレーム（１０）として、信号線端子（Ｓ１）が、板状部（１０ａ）のうち第２端子（Ｏ）が延設された側と反対側において、一方向を長手方向として延設されていると共に板状部（１０ａ）から離間して配置され、板状部（１０ａ）に備えられたフレーム部（１０ｂ）を介して板状部（１０ａ）に繋げられたものを用い、樹脂封止する工程の後で、フレーム部（１０ｂ）を切断することにより、信号線端子（Ｓ１）を板状部（１０ａ）を分離する工程を含んでいることを特徴としている。   In the invention according to claim 5, the first lead frame (9) is prepared, and the first bonding material (20) is provided at a position of the first lead frame (9) to which the semiconductor chip (7a) is connected. A second lead frame (10) is prepared, and a second bonding material (23) is arranged at a position of the second lead frame (10) to which the semiconductor chip (7a) is connected and a signal is provided. A step of arranging the third bonding material (22) at a position connected to the signal line electrode (71) in the line terminal (S1), and a semiconductor chip (7a) on the first bonding material (20). And the second lead frame (10) on the first lead frame (9) on which the semiconductor chip (7a) is disposed on the first bonding material (20). For the step of arranging the bonding material (22) side and the reflow process The first bonding material (20) and the back electrode (73) are bonded together, the second bonding material (23) and the front surface electrode (72) are bonded, and the third bonding material (22) and the signal line are bonded. After the step of joining the electrode (71) and the reflow process, the first and second terminals (P, O) of the first lead frame (9), the second lead frame (10), and the semiconductor chip (7a) are exposed. The resin line (16) is sealed with the resin, and the signal line terminal (S1) is used as the second lead frame (10) as the second terminal (O) of the plate-like part (10a). ) On the side opposite to the side on which the plate is extended, and the frame portion (10a) is provided so as to extend in one direction and be spaced apart from the plate-like portion (10a). 10b) with resin connected to the plate-like part (10a) That after step, by cutting the frame portion (10b), it is characterized by comprising the step of separating the plate-like portion of the signal line terminals (S1) and (10a).

このように、半導体チップ（７ａ）の表面電極（７２）に接合される第２リードフレーム（１０）を用いてゲート電極に接続される信号線端子（Ｓ１）を構成するようにしている。そして、第３接合材（２２）を用いることにより、ボンディングワイヤを用いることなく信号線端子（Ｓ１）が半導体チップ（７ａ）の信号線電極（７１）に直接接合されるようにしている。したがって、ボンディングを行わなくても良い構造の半導体モジュールとすることが可能となり、従来のボンディングを行う場合のようなダイボンド工程→ボンディング工程→ダイボンド工程という煩雑な経なくても済み、製造工程の簡略化を図ることが可能となる。   Thus, the signal line terminal (S1) connected to the gate electrode is configured using the second lead frame (10) joined to the surface electrode (72) of the semiconductor chip (7a). By using the third bonding material (22), the signal line terminal (S1) is directly bonded to the signal line electrode (71) of the semiconductor chip (7a) without using a bonding wire. Accordingly, it is possible to obtain a semiconductor module having a structure that does not require bonding, and it is possible to eliminate the complicated process of die bonding process → bonding process → die bonding process as in the case of conventional bonding, and simplify the manufacturing process. Can be achieved.

また、第２リードフレーム（１０）によって信号線端子（Ｓ１）を構成しているが、樹脂封止後にフレーム部（１０ｂ）を切断することで、信号線端子（Ｓ１）を板状部（１０ａ）から分離できる。   In addition, the signal line terminal (S1) is configured by the second lead frame (10), but the signal line terminal (S1) is cut into a plate-shaped portion (10a) by cutting the frame portion (10b) after sealing with resin. ).

請求項６に記載の発明では、信号線端子（Ｓ１）のうち板状部（１０ａ）側の端部を板状部（１０ａ）よりも厚みが薄くすることを特徴としている。   The invention according to claim 6 is characterized in that the end of the signal line terminal (S1) on the plate-like portion (10a) side is thinner than the plate-like portion (10a).

このように、信号線端子（Ｓ１）のうち板状部（１０ａ）側の端部を板状部（１０ａ）よりも厚みが薄くなるようにすれば、その分、空間が空くため、樹脂部（１６）による樹脂封止を行う際に樹脂流れ性を良好にすることが可能となる。   Thus, if the end of the signal line terminal (S1) on the side of the plate-like portion (10a) is made thinner than the plate-like portion (10a), the space will be increased accordingly, and the resin portion It is possible to improve the resin flowability when performing resin sealing according to (16).

請求項７に記載の発明では、第３接合材（２２）を第２接合材（２３）よりも低融点の材料で構成することを特徴としている。   The invention described in claim 7 is characterized in that the third bonding material (22) is made of a material having a melting point lower than that of the second bonding material (23).

このように、第３接合材（２２）を第２接合材（２３）よりも低融点の材料で構成すれば、第３接合材（２２）が第２接合材（２３）よりも先に溶融するようにできる。このため、例えば、請求項９に記載したように、第３接合材（２２）が第２接合材（２３）よりも高く配置されるような場合には、第２リードフレーム（１０）が傾斜してガタツキが生じることがあるが、先に第３接合材（２２）を溶融することで、第２リードフレーム（１０）の傾斜が修正され、水平となってガタツキを無くすことが可能となる。   Thus, if the third bonding material (22) is made of a material having a melting point lower than that of the second bonding material (23), the third bonding material (22) is melted before the second bonding material (23). You can do that. Therefore, for example, as described in claim 9, when the third bonding material (22) is disposed higher than the second bonding material (23), the second lead frame (10) is inclined. In this case, the third bonding material (22) is melted first, so that the inclination of the second lead frame (10) is corrected, and it becomes horizontal and the backlash can be eliminated. .

請求項８に記載の発明では、信号線端子（Ｓ１）のうち第３接合材（２２）によって接合される位置に表裏を貫通する貫通孔（１７）を形成し、リフロー処理を行う工程では、第３接合材（２２）を第２接合材（２３）よりも先に溶融させることで貫通孔（１７）内に入り込ませたのち、第２接合材（２３）を溶融させることを特徴としている。   In the invention according to claim 8, in the step of forming the through hole (17) penetrating the front and back at the position joined by the third joining material (22) of the signal line terminal (S1), and performing the reflow process, The third bonding material (22) is melted prior to the second bonding material (23) to enter the through hole (17), and then the second bonding material (23) is melted. .

このように、貫通孔（１７）を形成することで、第３接合材（２２）の余剰分を逃がすことが可能になるため、第２接合材（２３）第３接合材（２２）の高さを揃えることが可能となる。また、貫通孔（１７）がアンカーとして機能し、接合材（２２）が貫通孔（１７）から抜け難くなるようにできる。これにより、接合材（２２）と信号線端子（Ｓ１）との接合をより強固に行うことが可能となる。   In this way, by forming the through hole (17), it becomes possible to release the surplus portion of the third bonding material (22), so that the height of the second bonding material (23) and the third bonding material (22) is increased. It is possible to align the length. Moreover, a through-hole (17) functions as an anchor, and it can make it difficult to remove a joining material (22) from a through-hole (17). Thereby, it becomes possible to more firmly join the joining material (22) and the signal line terminal (S1).

請求項１０に記載の発明では、貫通孔（１７）を深さ方向の途中位置において内径が最も小さく信号線端子（Ｓ１）の表面側および裏面側に向かうに連れて内径が徐々に大きくなるようにすることを特徴としている。   In the invention of claim 10, the inner diameter of the through hole (17) is the smallest at an intermediate position in the depth direction, and the inner diameter gradually increases toward the front surface side and the back surface side of the signal line terminal (S 1). It is characterized by.

このような構成とすれば、貫通孔（１７）内に接合材（２２）が入り込んだときに貫通孔（１７）の内壁面が引っ掛かって接合材（２２）が抜けなくなるため、よりアンカー効果を発揮することが可能となる。   With such a configuration, when the bonding material (22) enters the through hole (17), the inner wall surface of the through hole (17) is caught and the bonding material (22) cannot be removed. It becomes possible to demonstrate.

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。   In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.

本発明の第１実施形態にかかる半導体モジュールが適用されるインバータの回路図である。1 is a circuit diagram of an inverter to which a semiconductor module according to a first embodiment of the present invention is applied. インバータに備えられる半導体モジュールを示した図であり、（ａ）は上面レイアウト図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ’断面図である。It is the figure which showed the semiconductor module with which an inverter is equipped, (a) is a top surface layout view, (b) is AA 'sectional drawing of (a), (c) is BB' sectional drawing of (a). It is. 半導体モジュールを構成する各部の分解図である。It is an exploded view of each part which comprises a semiconductor module. 半導体モジュール４の製造工程を示した断面図である。6 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the semiconductor module 4. FIG. 信号線端子Ｓ１の厚みをリードフレーム１０の四角板状部１０ａの厚みと同じにした場合とその１／２にした場合での非線形歪み振幅（％）を調べた結果を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing the results of examining nonlinear distortion amplitude (%) when the thickness of the signal line terminal S1 is the same as the thickness of the square plate-like portion 10a of the lead frame 10 and when it is halved. （ａ）、（ｂ）は、信号線端子Ｓ１、Ｓ２の厚みをリードフレーム１０、１１の四角板状部１０ａ、１１ａの厚みと同じにした場合とそれよりも薄くした場合の断面の様子を示した図である。(A), (b) shows the state of the cross section when the thickness of the signal line terminals S1, S2 is the same as the thickness of the square plate-like portions 10a, 11a of the lead frames 10, 11, and when it is thinner than that. FIG. 本発明の第２実施形態にかかる半導体モジュール４における信号線端子Ｓ１の先端部近傍の断面図である。It is sectional drawing of the front-end | tip part vicinity of signal-line terminal S1 in the semiconductor module 4 concerning 2nd Embodiment of this invention. 接合材２２を貫通孔１７に設置する際の様子を表した断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a state when the bonding material 22 is installed in the through hole 17. 第２実施形態の変形例に掛かる半導体モジュール４における信号線端子Ｓ１の先端部近傍の断面図である。It is sectional drawing of the front-end | tip part vicinity of signal-line terminal S1 in the semiconductor module 4 concerning the modification of 2nd Embodiment. 従来の半導体モジュールの断面図である。It is sectional drawing of the conventional semiconductor module.

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, the same or equivalent parts are denoted by the same reference numerals in the drawings.

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について説明する。本実施形態では、本発明の一実施形態にかかる半導体モジュールが備えられたインバータを例に挙げて説明する。 (First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, an inverter provided with a semiconductor module according to an embodiment of the present invention will be described as an example.

図１は、インバータの回路図、図２は、インバータに備えられる半導体モジュールを示した図であり、（ａ）は上面レイアウト図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ’断面図である。また、図３は、半導体モジュールを構成する各部の分解図である。   1 is a circuit diagram of an inverter, FIG. 2 is a diagram showing a semiconductor module provided in the inverter, (a) is a top layout view, (b) is a cross-sectional view taken along line AA ′ of (a), c) is a BB ′ cross-sectional view of (a). FIG. 3 is an exploded view of each part constituting the semiconductor module.

図１に示すように、インバータ１は、直流電源２に基づいて負荷である三相モータ３を交流駆動するためのもので、直列接続した上下アームが三相分並列接続された構成とされ、上アームと下アームとの中間電位を三相モータ３のＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各相に順番に入れ替えながら印加する。このインバータ１における上アームと下アームの一相分が、１つの半導体モジュール４とされ、図２および図３に示す半導体モジュール４が３つ備えられることでインバータ１が構成されている。例えば、３つの半導体モジュール４がユニット化されて一体化されることでインバータ１が構成されている。なお、インバータ１に対して並列接続されたコンデンサ１ａは、平滑コンデンサである。   As shown in FIG. 1, the inverter 1 is for AC driving a three-phase motor 3 that is a load based on a DC power source 2, and has a configuration in which upper and lower arms connected in series are connected in parallel for three phases. An intermediate potential between the upper arm and the lower arm is applied to the U-phase, V-phase, and W-phase of the three-phase motor 3 while being sequentially switched. One phase of the upper arm and the lower arm of the inverter 1 is a single semiconductor module 4, and the inverter 1 is configured by including three semiconductor modules 4 shown in FIGS. 2 and 3. For example, the inverter 1 is configured by unitizing and integrating three semiconductor modules 4. The capacitor 1a connected in parallel to the inverter 1 is a smoothing capacitor.

また、図１に示すように、各上アームと各下アームは、それぞれ、半導体パワー素子であるＩＧＢＴ５とＦＷＤ６とによって構成されている。本実施形態では、ＩＧＢＴ５が形成された半導体チップ７とＦＷＤ６を形成した半導体チップ８（共に図２、図３参照）を別チップとしており、ＩＧＢＴ５のエミッタ−コレクタ間とＦＷＤ６のアノード−カソードとを電気的に接続している。また、各半導体モジュール４の上アームの正極端子Ｐ、負極端子Ｎ、出力端子Ｏおよび信号線端子Ｓ１、Ｓ２が、図２に示すように外部露出するように突き出た状態とされている。そして、正極端子Ｐ、負極端子Ｎおよび出力端子Ｏに、直流電源２の正極と負極および三相モータ３がそれぞれ接続されることによって図１に示す回路構成が構成されている。このような構成において、信号線端子Ｓ１、Ｓ２への入力電圧を制御してＩＧＢＴ５のゲート電圧を制御することにより、インバータ１を駆動する。   Moreover, as shown in FIG. 1, each upper arm and each lower arm are comprised by IGBT5 and FWD6 which are semiconductor power elements, respectively. In this embodiment, the semiconductor chip 7 on which the IGBT 5 is formed and the semiconductor chip 8 on which the FWD 6 is formed (both see FIGS. 2 and 3) are separate chips, and the emitter-collector of the IGBT 5 and the anode-cathode of the FWD 6 are Electrically connected. Further, the positive terminal P, the negative terminal N, the output terminal O, and the signal line terminals S1 and S2 of the upper arm of each semiconductor module 4 are projected so as to be exposed to the outside as shown in FIG. Then, the positive and negative terminals of the DC power source 2 and the three-phase motor 3 are connected to the positive terminal P, the negative terminal N and the output terminal O, respectively, so that the circuit configuration shown in FIG. In such a configuration, the inverter 1 is driven by controlling the gate voltage of the IGBT 5 by controlling the input voltage to the signal line terminals S1 and S2.

次に、このように構成されるインバータ１に備えられる半導体モジュール４の詳細構造について説明する。   Next, the detailed structure of the semiconductor module 4 provided in the inverter 1 configured as described above will be described.

図２および図３に示すように、半導体モジュール４は、半導体チップ７、８と、リードフレーム９、１０、１１と、放熱基板１２〜１５等を備え、これらが図２（ｂ）、（ｃ）に示すように樹脂部１６によって樹脂封止されることで一体化された構造とされている。   As shown in FIGS. 2 and 3, the semiconductor module 4 includes semiconductor chips 7 and 8, lead frames 9, 10, and 11, heat dissipation substrates 12 to 15 and the like, which are shown in FIGS. ), The structure is integrated by being resin-sealed by the resin portion 16.

半導体チップ７、８は、Ｓｉ、ＳｉＣ、ＧａＮなどを母材基板として構成されている。半導体チップ７は、上アーム側のＩＧＢＴ５が形成された半導体チップ７ａと下アーム側のＩＧＢＴ５が形成された半導体チップ７ｂとによって構成されている。また、半導体チップ８は、上アーム側のＦＷＤ６が形成された半導体チップ８ａと下アーム側のＦＷＤ６が形成された半導体チップ８ｂとによって構成されている。半導体チップ７ａ、７ｂは、共に、ＩＧＢＴ５を基板垂直方向に電流を流す縦型素子として構成したものであり、半導体チップ８ａ、８ｂは、共に、ＦＷＤ６を基板垂直方向に電流を流す縦型素子として構成したものである。例えば、半導体チップ７ａ、７ｂは、表面側にゲート電極を含む信号線電極７１およびエミッタ電極７２が配置され、裏面側にコレクタ電極７３が一面に配置された構造とされている。また、半導体チップ８ａ、８ｂは、表面側にアノード電極８１、裏面側一面にカソード電極８２が形成された構造とされている。   The semiconductor chips 7 and 8 are configured using Si, SiC, GaN or the like as a base material substrate. The semiconductor chip 7 includes a semiconductor chip 7a on which the upper arm side IGBT 5 is formed and a semiconductor chip 7b on which the lower arm side IGBT 5 is formed. The semiconductor chip 8 includes a semiconductor chip 8a in which the FWD 6 on the upper arm side is formed and a semiconductor chip 8b in which the FWD 6 on the lower arm side is formed. Both of the semiconductor chips 7a and 7b are configured such that the IGBT 5 is a vertical element that allows current to flow in the vertical direction of the substrate, and the semiconductor chips 8a and 8b are both configured as vertical elements that allow the current to flow in the vertical direction of the substrate. It is composed. For example, the semiconductor chips 7a and 7b have a structure in which a signal line electrode 71 including a gate electrode and an emitter electrode 72 are disposed on the front surface side, and a collector electrode 73 is disposed on the entire rear surface side. The semiconductor chips 8a and 8b have a structure in which an anode electrode 81 is formed on the front surface side and a cathode electrode 82 is formed on the entire back surface side.

本実施形態の場合、図２（ａ）、（ｂ）の紙面左側が上アーム、紙面右側が下アームとされている。このため、半導体チップ７ａは、紙面上方にゲート電極を含む信号線電極７１およびエミッタ電極７２が向けられ、紙面下方にコレクタ電極７３が向けられて配置されている。また、半導体チップ７ｂは、半導体チップ７ａと上下裏返しとされ、紙面下方にゲート電極を含む信号線電極７１およびエミッタ電極７２が向けられ、紙面上方にコレクタ電極７３が向けられて配置されている。同様に、半導体チップ８ａは、紙面上方にアノード電極が向けられ、紙面下方にカソード電極が向けられて配置されている。また、半導体チップ８ｂは、紙面上方にカソード電極が向けられ、紙面下方にアノード電極が向けられて配置されている。そして、図２（ａ）に示されるように、上アームの半導体チップ７ａ、８ａが紙面上下方向に並べられ、下アームの半導体チップ７ｂ、８ｂが紙面上下方向に並べられて配置されている。   In the case of this embodiment, the left side of the paper in FIGS. 2A and 2B is the upper arm, and the right side of the paper is the lower arm. For this reason, the semiconductor chip 7a is arranged with the signal line electrode 71 and the emitter electrode 72 including the gate electrode directed upward on the paper surface and the collector electrode 73 directed downward on the paper surface. The semiconductor chip 7b is turned upside down with respect to the semiconductor chip 7a. The signal line electrode 71 and the emitter electrode 72 including the gate electrode are directed below the paper surface, and the collector electrode 73 is directed above the paper surface. Similarly, the semiconductor chip 8a is arranged with the anode electrode directed upward on the paper surface and the cathode electrode directed downward on the paper surface. The semiconductor chip 8b is arranged with the cathode electrode directed upward on the paper surface and the anode electrode directed downward on the paper surface. As shown in FIG. 2A, the upper-arm semiconductor chips 7a and 8a are arranged in the vertical direction on the paper surface, and the lower-arm semiconductor chips 7b and 8b are arranged in the vertical direction on the paper surface.

リードフレーム９〜１１は、正極端子Ｐが含まれるリードフレーム９と、出力端子Ｏおよび上アームの半導体チップ７ａに接続される信号線端子Ｓ１が含まれるリードフレーム１０と、負極端子Ｎおよび上アームの半導体チップ７ａに接続される信号線端子Ｓ２が含まれるリードフレーム１１がある。   The lead frames 9 to 11 include a lead frame 9 including a positive terminal P, a lead frame 10 including a signal line terminal S1 connected to the output terminal O and the semiconductor chip 7a of the upper arm, a negative terminal N and an upper arm. There is a lead frame 11 including a signal line terminal S2 connected to the semiconductor chip 7a.

リードフレーム９は、板状導体で構成され、Ｃｕ、Ａｌ、Ｆｅなどを主成分とし、放熱基板１２に接続される面積を有する金属板にて構成され、例えば金属板をプレス加工することで形成される。このリードフレーム９には、上アームの半導体チップ７ａ、８ａが搭載され、接合材２０、２１を介して半導体チップ７ａのコレクタ電極７３側の面および半導体チップ８ａのカソード電極８２側の面が全面接合されている。また、リードフレーム９には正極端子Ｐが備えられており、四角板状部９ａより半導体チップ７ａ、８ａの配列方向の一方に延設され、樹脂部１６の外部に引き出されている。   The lead frame 9 is composed of a plate-shaped conductor, is composed of a metal plate having Cu, Al, Fe or the like as a main component and has an area connected to the heat dissipation substrate 12, and is formed by, for example, pressing a metal plate Is done. The upper arm semiconductor chips 7a and 8a are mounted on the lead frame 9, and the surface of the semiconductor chip 7a on the side of the collector electrode 73 and the surface of the semiconductor chip 8a on the side of the cathode electrode 82 are covered through the bonding materials 20 and 21. It is joined. Further, the lead frame 9 is provided with a positive terminal P, which extends from the square plate-like portion 9 a to one side in the arrangement direction of the semiconductor chips 7 a and 8 a and is drawn out of the resin portion 16.

リードフレーム１０も、板状導体で構成され、例えばＣｕ、Ａｌ、Ｆｅなどを主成分とし、放熱基板１３、１４に接続される面積を有する金属板にて構成され、例えば金属板をプレス加工することで形成される。このリードフレーム１０には、上アームの半導体チップ７ａ、８ａと下アームの半導体チップ７ｂ、８ｂのすべてが接続される。具体的には、リードフレーム１０に対して、上アームの半導体チップ７ａのゲート電極を含む信号線電極７１およびエミッタ電極７２が接続されると共に半導体チップ８ａのアノード電極８１が接続され、下アームの半導体チップ７ｂのコレクタ電極７３が接続されると共に半導体チップ８ｂのカソード電極８２が接続される。図２（ｃ）に示すように、上アームについては、半導体チップ７ａは、ゲート電極を含む信号線電極７１が接合材２２、エミッタ電極７２が接合材２３を介してリードフレーム１０に接続され、半導体チップ８ａは、アノード電極８１が接合材２４を介してリードフレーム１０に接続されている。また、図３に示すように、下アームについては、半導体チップ７ｂは、コレクタ電極７３が接合材２５を介してリードフレーム１０に接続され、半導体チップ８ｂは、カソード電極８２が接合材２６を介してリードフレーム１０に接続されている。   The lead frame 10 is also made of a plate-like conductor, and is made of a metal plate having an area connected to the heat dissipation boards 13 and 14, for example, mainly composed of Cu, Al, Fe, etc., for example, pressing the metal plate Is formed. All of the upper arm semiconductor chips 7a and 8a and the lower arm semiconductor chips 7b and 8b are connected to the lead frame 10. Specifically, the signal line electrode 71 and the emitter electrode 72 including the gate electrode of the semiconductor chip 7a of the upper arm are connected to the lead frame 10, and the anode electrode 81 of the semiconductor chip 8a is connected to the lead frame 10. The collector electrode 73 of the semiconductor chip 7b is connected and the cathode electrode 82 of the semiconductor chip 8b is connected. As shown in FIG. 2C, for the upper arm, the semiconductor chip 7a has a signal line electrode 71 including a gate electrode connected to the lead frame 10 via the bonding material 22 and an emitter electrode 72 via the bonding material 23. In the semiconductor chip 8 a, the anode electrode 81 is connected to the lead frame 10 through the bonding material 24. Further, as shown in FIG. 3, for the lower arm, the semiconductor chip 7b has the collector electrode 73 connected to the lead frame 10 through the bonding material 25, and the semiconductor chip 8b has the cathode electrode 82 connected through the bonding material 26. Are connected to the lead frame 10.

リードフレーム１０には、出力端子Ｏと信号線端子Ｓ１が備えられており、樹脂部１６の外部に引き出されている。   The lead frame 10 is provided with an output terminal O and a signal line terminal S 1, and is drawn out of the resin portion 16.

出力端子Ｏは、リードフレーム１０のうち、半導体チップ７ａのエミッタ電極７２や半導体チップ８ａのアノード電極８１が接続される部分および半導体チップ７ｂのコレクタ電極７３や半導体チップ８ｂのカソード電極８２が接続される部分となる広面積の四角板状部１０ａから延設されている。具体的には、四角板状部１０ａの四隅のうち半導体チップ８ｂが配置される隅から延設されており、正極端子Ｐと同方向に引き出されている。また、出力端子Ｏは、途中で折り曲げられており、リードフレーム９の正極端子Ｐと同じ高さにされている。   The output terminal O is connected to the portion of the lead frame 10 to which the emitter electrode 72 of the semiconductor chip 7a and the anode electrode 81 of the semiconductor chip 8a are connected, and the collector electrode 73 of the semiconductor chip 7b and the cathode electrode 82 of the semiconductor chip 8b. It is extended from the square plate-shaped part 10a of the large area used as a part to become. Specifically, it extends from the corner where the semiconductor chip 8b is arranged among the four corners of the square plate-like portion 10a and is drawn out in the same direction as the positive terminal P. Further, the output terminal O is bent in the middle and has the same height as the positive terminal P of the lead frame 9.

信号線端子Ｓ１は、四角板状部１０ａの四隅のうち、出力端子Ｏが配置されている隅とは対角に位置している隅に配置されている。この信号線端子Ｓ１は、複数本備えられており、最終製品としては四角板状部１０ａから切り離せる構造とされている。すなわち、各信号線端子Ｓ１は、半導体チップ７ａ、８ａの配列方向が長手方向とされ、四角板状部１０ａ側の端部が四角板状部１０ａから離間しており、長手方向の途中位置において四角板状部１０ａから伸ばされたフレーム部１０ｂに連結されている。このフレーム部１０ｂが最終的に切断されて切り離されることで、信号線端子Ｓ１が四角板状部１０ａから分離されるようになっている。なお、信号線端子Ｓ１のうち四角板状部１０ａと反対側の端部においてもフレーム部１０ｃによって繋げられているが、このフレーム部１０ｃも最終的に切断されて切り離される。このため、各信号線端子Ｓ１は、最終的には、それぞれが分離された状態となる。   The signal line terminal S1 is disposed at a corner located diagonally to the corner where the output terminal O is disposed, among the four corners of the square plate-like portion 10a. A plurality of signal line terminals S1 are provided, and the final product has a structure that can be separated from the square plate-like portion 10a. That is, each signal line terminal S1 has the arrangement direction of the semiconductor chips 7a and 8a as the longitudinal direction, and the end on the square plate-like portion 10a side is separated from the square plate-like portion 10a. It is connected to the frame part 10b extended from the square plate-like part 10a. The signal line terminal S1 is separated from the square plate-shaped portion 10a by finally cutting and cutting the frame portion 10b. Note that the end of the signal line terminal S1 opposite to the square plate-like portion 10a is also connected by the frame portion 10c, but this frame portion 10c is finally cut and separated. For this reason, the signal line terminals S1 are finally separated from each other.

また、信号線端子Ｓ１における四角板状部１０ａ側の端部は、四角板状部１０ａの板厚よりも薄くされている。具体的には、図２（ｃ）に示すように、信号線端子Ｓ１における四角板状部１０ａ側の端部のうち半導体チップ７ａ側の面は四角板状部１０ａと同一平面とされているが、その反対側の面は四角板状部１０ｂよりも低い位置とされている。このため、図中矢印で示したように、信号線端子Ｓ１と放熱基板１３との間に空間が空くようにされている。   Further, the end of the signal line terminal S1 on the square plate-like portion 10a side is made thinner than the plate thickness of the square plate-like portion 10a. Specifically, as shown in FIG. 2C, the surface on the semiconductor chip 7a side of the end on the square plate-like portion 10a side of the signal line terminal S1 is flush with the square plate-like portion 10a. However, the surface on the opposite side is positioned lower than the square plate-like portion 10b. For this reason, as indicated by an arrow in the figure, a space is provided between the signal line terminal S1 and the heat dissipation board 13.

さらに、信号線端子Ｓ１における四角板状部１０ａ側の端部、つまり半導体チップ７ａのゲート電極を含む信号線電極７１に接続される側の端部には、表裏を貫通する円柱形状の貫通孔１７が形成されており、この貫通孔１７内に接合材２２が入り込んだ状態となっている。このため、接合材２２が貫通孔１７に入り込むことで確実に接合できると共に、貫通孔１７がアンカーとして機能し、接合材２２が貫通孔１７から抜け難くなるようにできる。これにより、接合材２２と信号線端子Ｓ１との接合をより強固に行うことが可能となる。また、信号線端子Ｓ１は長手方向の途中位置において屈曲させられており、四角板状部１０ａと反対側の端部がリードフレーム９と同じ高さにされている。   Further, a cylindrical through-hole penetrating the front and back is provided at the end of the signal line terminal S1 on the square plate-like portion 10a side, that is, the end connected to the signal line electrode 71 including the gate electrode of the semiconductor chip 7a. 17 is formed, and the bonding material 22 enters the through hole 17. For this reason, the joining material 22 enters the through-hole 17 and can be reliably joined, and the through-hole 17 functions as an anchor so that the joining material 22 is difficult to come out of the through-hole 17. Thereby, it becomes possible to join the joining material 22 and the signal line terminal S1 more firmly. Further, the signal line terminal S1 is bent at an intermediate position in the longitudinal direction, and the end opposite to the square plate-like portion 10a is set to the same height as the lead frame 9.

なお、信号線端子Ｓ１における貫通孔１７よりも半導体チップ７ａから離れる側にも貫通孔１９が形成されている。この貫通孔１９により、樹脂部１６にて樹脂封止を行う際に樹脂を流動させられるため、より樹脂の充填性（回り込み）を良くすることが可能となる。   A through hole 19 is also formed on the side farther from the semiconductor chip 7a than the through hole 17 in the signal line terminal S1. The resin can be flowed when the resin sealing is performed by the resin portion 16 by the through-hole 19, so that the resin filling property (wraparound) can be further improved.

リードフレーム１１も、板状導体で構成され、例えばＣｕ、Ａｌ、Ｆｅなどを主成分とし、放熱基板１５に接続される面積を有する金属板にて構成され、例えば金属板をプレス加工することで形成される。このリードフレーム１１には、下アームの半導体チップ７ｂ、８ｂが接続される。具体的には、半導体チップ７ｂは、ゲート電極を含む信号線電極７１が図示しない接合材を介して、また、エミッタ電極７２が接合材２７を介してリードフレーム１１に接続されている。半導体チップ８ｂは、アノード電極８１が接合材２８を介してリードフレーム１１に接続されている。   The lead frame 11 is also composed of a plate-like conductor, which is composed of a metal plate having, for example, Cu, Al, Fe, etc. as a main component and an area connected to the heat dissipation substrate 15, for example, by pressing the metal plate. It is formed. The lead frame 11 is connected to lower-arm semiconductor chips 7b and 8b. Specifically, in the semiconductor chip 7 b, the signal line electrode 71 including the gate electrode is connected to the lead frame 11 through a bonding material (not shown), and the emitter electrode 72 is connected to the lead frame 11 through the bonding material 27. In the semiconductor chip 8 b, the anode electrode 81 is connected to the lead frame 11 through the bonding material 28.

リードフレーム１１には、負極端子Ｎと信号線端子Ｓ２が備えられており、樹脂部１６の外部に引き出されている。   The lead frame 11 is provided with a negative electrode terminal N and a signal line terminal S 2, and is drawn out of the resin portion 16.

負極端子Ｎは、リードフレーム１１のうち、半導体チップ７ｂのエミッタ電極７２や半導体チップ８ｂのアノード電極８１が接続される部分となる広面積の四角板状部１１ａから延設されている。具体的には、負極端子Ｎは、リードフレーム９に備えられた正極端子Ｐとリードフレーム１０に備えられた出力端子Ｏとの間の位置において、半導体チップ７ｂ、８ｂの配列方向の一方に延設され、樹脂部１６の外部に引き出されている。   The negative electrode terminal N extends from a wide-area square plate-like portion 11a in the lead frame 11, which is a portion to which the emitter electrode 72 of the semiconductor chip 7b and the anode electrode 81 of the semiconductor chip 8b are connected. Specifically, the negative electrode terminal N extends in one of the arrangement directions of the semiconductor chips 7b and 8b at a position between the positive electrode terminal P provided on the lead frame 9 and the output terminal O provided on the lead frame 10. And is pulled out of the resin portion 16.

信号線端子Ｓ２は、四角板状部１１ａのうち、負極端子Ｎが配置されている方とは反対側に配置されている。この信号線端子Ｓ２も、複数本備えられており、最終製品としては四角板状部１１ａから切り離せる構造とされている。すなわち、各信号線端子Ｓ２は、半導体チップ７ｂ、８ｂの配列方向が長手方向とされ、四角板状部１１ａ側の端部が四角板状部１１ａから離間しており、長手方向の途中位置において四角板状部１１ａから伸ばされたフレーム部１１ｂに連結されている。このフレーム部１１ｂが最終的に切断されて切り離されることで、信号線端子Ｓ２が四角板状部１１ａから分離されるようになっている。なお、信号線端子Ｓ２のうち四角板状部１１ａと反対側の端部においてもフレーム部１１ｃによって繋げられているが、このフレーム部１１ｃも最終的に切断されて切り離される。このため、各信号線端子Ｓ２は、最終的には、それぞれが分離された状態となる。   The signal line terminal S2 is arranged on the opposite side to the side where the negative electrode terminal N is arranged in the square plate-like portion 11a. A plurality of signal line terminals S2 are also provided, and the final product has a structure that can be separated from the square plate-like portion 11a. That is, each signal line terminal S2 has the longitudinal direction of the arrangement direction of the semiconductor chips 7b and 8b, and the end on the square plate-like portion 11a side is separated from the square plate-like portion 11a. It is connected to a frame portion 11b extended from the square plate portion 11a. The signal line terminal S2 is separated from the square plate-shaped portion 11a by finally cutting and cutting the frame portion 11b. Note that the end of the signal line terminal S2 opposite to the square plate-like portion 11a is also connected by the frame portion 11c, but this frame portion 11c is finally cut and separated. For this reason, the signal line terminals S2 are finally separated from each other.

また、信号線端子Ｓ２における四角板状部１１ａ側の先端、つまり半導体チップ７ｂのゲート電極を含む信号線電極７１と接続される部分には、信号線端子Ｓ２の表裏を貫通する貫通孔１８が形成されている。この貫通孔１８は、信号線端子Ｓ１における貫通孔１７と同じ役割を果たす。この貫通孔１８内に信号線端子Ｓ２と信号線電極７１との間を接続する図示しない接合材が入り込んだ状態とされている。   Further, a through hole 18 penetrating the front and back of the signal line terminal S2 is formed at the tip of the signal line terminal S2 on the square plate-like portion 11a side, that is, the portion connected to the signal line electrode 71 including the gate electrode of the semiconductor chip 7b. Is formed. The through hole 18 plays the same role as the through hole 17 in the signal line terminal S1. A bonding material (not shown) that connects between the signal line terminal S <b> 2 and the signal line electrode 71 enters the through hole 18.

なお、断面では表していないが、信号線端子Ｓ２についても、信号線端子Ｓ１と同様に、ゲート電極を含む信号線電極７１に接続される側、つまり四角板状部１１ａ側の厚みを四角板状部１１ａと比較して薄くしてある。また、信号線端子Ｓ２における貫通孔１８よりも半導体チップ７ａから離れる側にも貫通孔１９を形成しており、樹脂封止の際の樹脂の充填性（回り込み）が良くなるようにしている。   Although not shown in the cross section, the thickness of the signal line terminal S2 on the side connected to the signal line electrode 71 including the gate electrode, that is, the side of the square plate-like portion 11a, is the same as that of the signal line terminal S1. It is made thinner than the shape portion 11a. Further, a through hole 19 is also formed on the side farther from the semiconductor chip 7a than the through hole 18 in the signal line terminal S2, so that the resin filling property (wraparound) at the time of resin sealing is improved.

放熱基板１２〜１５は、四角板状とされ、各リードフレーム９〜１１に貼り付けられることで、半導体チップ７ａ、７ｂなどで発した熱の放熱を行うものである。各放熱基板１２〜１５は、導体部１２ａ〜１５ａと、絶縁基板１２ｂ〜１５ｂおよび導体部１２ｃ〜１５ｃを有した構成とされている。各放熱基板１２〜１５に備えられる導体部１２ａ〜１５ａと導体部１２ｃ〜１５ｃは、共に、絶縁基板１２ｂ〜１５ｂに対して分割されてないベタ構造によって構成されており、絶縁基板１２ｂ〜１５ｂを挟んで対称的に形成されている。すなわち、四角板状の放熱基板１２〜１５の交差する二辺をＸ軸とＹ軸と見立てたときに、Ｘ軸方向とＹ軸方向共に、導体部１２ａ〜１５ａと導体部１２ｃ〜１５ｃが基本的には対称形状とされており、厚みも等しくされている。なお、導体部１２ａ〜１５ａと導体部１２ｃ〜１５ｃは、基本的には全く対称形状になっていることが好ましいが、導体部１２ａ〜１５ａと導体部１２ｃ〜１５ｃは、放熱基板１２〜１５の法線方向から見て少なくとも８０％、好ましくは９５％以上の面積がオーバラップするように配置場所が一致させられていればよい。   The heat dissipating substrates 12 to 15 are formed in a square plate shape and are attached to the lead frames 9 to 11 to dissipate heat generated by the semiconductor chips 7a and 7b. Each heat dissipation board 12-15 is set as the structure which has conductor parts 12a-15a, insulation board | substrates 12b-15b, and conductor parts 12c-15c. The conductor portions 12a to 15a and the conductor portions 12c to 15c included in the heat dissipation substrates 12 to 15 are both configured by a solid structure that is not divided with respect to the insulating substrates 12b to 15b. It is formed symmetrically on both sides. That is, when two intersecting sides of the rectangular plate-like heat dissipation boards 12 to 15 are regarded as the X axis and the Y axis, the conductor parts 12a to 15a and the conductor parts 12c to 15c are basically the same in both the X axis direction and the Y axis direction. In particular, the shape is symmetrical and the thickness is also equal. The conductor portions 12a to 15a and the conductor portions 12c to 15c are basically preferably completely symmetrical, but the conductor portions 12a to 15a and the conductor portions 12c to 15c are formed of the heat dissipation substrates 12 to 15. It is only necessary that the arrangement locations coincide so that the areas of at least 80%, preferably 95% or more overlap when viewed from the normal direction.

導体部１２ａ〜１５ａは、絶縁基板１２ｂ〜１５ｂに対してリードフレーム９〜１１側に配置された部分であり、それぞれ、接合材２９、３０、３１、３２を介して各リードフレーム９〜１１に接続されている。また、絶縁基板１２ｂ〜１５ｂは、導体部１２ａ〜１５ａと導体部１２ｃ〜１５ｃの間に挟まれた配置とされ、これらの間を絶縁している。導体部１２ｃ〜１５ｃは、絶縁基板１２ｂ〜１５ｂに対して各リードフレーム９〜１１と反対側に配置されており、絶縁基板１２ｂ〜１５ｂと反対側の面が樹脂部１６から露出した状態となっている。導体部１２ａ〜１５ａおよび導体部１２ｃ〜１５ｃは、Ｃｕ、Ａｌ、Ｆｅなどを主成分とする材料で構成され、例えば厚さ０．３〜０．８ｍｍのＣｕ厚膜によって構成されている。また、絶縁基板１２ｂ〜１５ｂは、例えば厚さ０．１〜０．５ｍｍのＳｉＮ、ＡｌＮ、Ａｌ2Ｏ3等によって構成されている。 The conductor portions 12a to 15a are portions arranged on the lead frames 9 to 11 side with respect to the insulating substrates 12b to 15b, and are respectively connected to the lead frames 9 to 11 via the bonding materials 29, 30, 31, and 32, respectively. It is connected. The insulating substrates 12b to 15b are disposed between the conductor portions 12a to 15a and the conductor portions 12c to 15c, and insulate them. The conductor portions 12c to 15c are disposed on the opposite side to the lead frames 9 to 11 with respect to the insulating substrates 12b to 15b, and the surface opposite to the insulating substrates 12b to 15b is exposed from the resin portion 16. ing. The conductor parts 12a to 15a and the conductor parts 12c to 15c are made of a material mainly composed of Cu, Al, Fe or the like, and are made of, for example, a Cu thick film having a thickness of 0.3 to 0.8 mm. The insulating substrates 12b to 15b are made of, for example, SiN, AlN, Al 2 O 3 having a thickness of 0.1 to 0.5 mm.

樹脂部１６は、線膨張率が放熱基板１２〜１５に備えられる導体部１２ａ〜１５ａ、１２ｃ〜１５ｃの構成材料よりも線膨張率の低い材料で構成されている。このようにすれば、樹脂部１６によって導体部１２ａ〜１５ａ、１２ｃ〜１５ｃの伸縮を押さえることができ、より放熱基板１２〜１５の反りを抑制することが可能となる。   The resin part 16 is comprised with the material whose linear expansion coefficient is lower than the constituent material of the conductor parts 12a-15a, 12c-15c with which the thermal radiation board | substrates 12-15 are equipped. If it does in this way, expansion / contraction of the conductor parts 12a-15a and 12c-15c can be suppressed by the resin part 16, and it becomes possible to suppress the curvature of the thermal radiation boards 12-15 more.

以上のような構造により、本実施形態にかかる半導体モジュール４が構成されている。続いて、このように構成される半導体モジュール４の製造方法について説明する。図４は、本実施形態にかかる半導体モジュール４の製造工程を示した断面図であり、図２（ｃ）に対応する断面での製造工程を示している。   The semiconductor module 4 according to the present embodiment is configured by the above structure. Then, the manufacturing method of the semiconductor module 4 comprised in this way is demonstrated. FIG. 4 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the semiconductor module 4 according to the present embodiment, and shows a manufacturing process in a cross section corresponding to FIG.

〔図４（ａ）に示す工程〕
金属板を打ち抜くことなどによって形成したリードフレーム９〜１１を用意する（ただし、図中には、リードフレーム９、１０のみ記載してある。以下の図でも、図２（ｃ）に対応する断面しか記載していないが、各工程の説明としては、図２（ｃ）の断面以外の部分についても行うものとする）。そして、リードフレーム９、１１の表面における半導体チップ７ａ、７ｂ、８ａ、８ｂの搭載予定箇所に接合材２０、２１、２７、２８を設置する。また、リードフレーム１０の表面における半導体チップ７ａ、７ｂ、８ａ、８ｂと対応する場所にはんだ２３〜２６を設置すると共に、信号線端子Ｓ１に接合材２２を設置し、信号線端子Ｓ２にも図示しない接合材を設置する。さらに、放熱基板１２〜１５（図中には、放熱基板１２、１３のみ記載してある）を用意し、各放熱基板１２〜１５のうち各リードフレーム９〜１１との接続箇所と対応する部分にも接合材２９〜３２を設置する。 [Step shown in FIG. 4 (a)]
Lead frames 9 to 11 formed by punching a metal plate or the like are prepared (however, only the lead frames 9 and 10 are shown in the drawing. In the following drawings, the cross section corresponding to FIG. 2C) Although only described, the description of each step is also performed for portions other than the cross section of FIG. Then, the bonding materials 20, 21, 27, and 28 are installed at the locations where the semiconductor chips 7 a, 7 b, 8 a, and 8 b are to be mounted on the surfaces of the lead frames 9 and 11. In addition, solders 23 to 26 are installed at locations corresponding to the semiconductor chips 7a, 7b, 8a, and 8b on the surface of the lead frame 10, and a bonding material 22 is installed on the signal line terminal S1, and also illustrated on the signal line terminal S2. Do not install bonding material. Further, heat radiation boards 12 to 15 (only the heat radiation boards 12 and 13 are shown in the figure) are prepared, and the portions corresponding to the connection points with the lead frames 9 to 11 among the heat radiation boards 12 to 15. Also, the bonding materials 29 to 32 are installed.

例えば、接合材２０、２１、２３〜２６、２９〜３２については、はんだ箔のような固形物、焼結型Ａｇペースト等を印刷もしくはディスペンス等によって塗布することで形成している。信号線端子Ｓ１の接合材２２や信号線端子Ｓ２の接合材については、はんだボール等を該当場所に搭載した後、リフロー処理により一次固定することで設置している。このときのリフロー処理によって、接合材２０、２１、２３〜２６、２９〜３２の仮付けを同時に行っても良い。   For example, the bonding materials 20, 21, 23 to 26, and 29 to 32 are formed by applying a solid material such as a solder foil, a sintered Ag paste, or the like by printing or dispensing. The bonding material 22 of the signal line terminal S1 and the bonding material of the signal line terminal S2 are installed by first fixing them by reflow processing after mounting solder balls or the like in the corresponding places. By the reflow process at this time, the bonding materials 20, 21, 23 to 26, and 29 to 32 may be temporarily attached.

また、信号線端子Ｓ１の接合材２２や信号線端子Ｓ２の接合材については、接合材２０、２１、２３〜２８と比べて高く、かつ低融点（好ましくは１０℃程度低融点）のものによって構成されるようにしている。例えば、信号線端子Ｓ１の接合材２２や信号線端子Ｓ２の接合材をＳｎＡｇＣｕ系（融点２１８℃）にて構成し、接合材２０、２１、２３〜２８をＳｎＣｕＮｉ系（融点２２８℃）にて構成している。なお、接合材２９〜３２については高さや融点について特に制限はないが、これらもＳｎＣｕＮｉ系（融点２２８℃）によって構成している。   Further, the bonding material 22 of the signal line terminal S1 and the bonding material of the signal line terminal S2 are higher than the bonding materials 20, 21, 23 to 28 and have a low melting point (preferably a low melting point of about 10 ° C.). It is configured. For example, the bonding material 22 of the signal line terminal S1 and the bonding material of the signal line terminal S2 are made of SnAgCu (melting point 218 ° C.), and the bonding materials 20, 21, 23 to 28 are made of SnCuNi (melting point 228 ° C.). It is composed. In addition, although there is no restriction | limiting in particular about height and melting | fusing point about the bonding materials 29-32, these are also comprised by SnCuNi type | system | group (melting | fusing point 228 degreeC).

〔図４（ｂ）に示す工程〕
接合材２９〜３２を介して各放熱基板１２〜１５と各リードフレーム９〜１１とを接合する。そして、放熱基板１２を接合したリードフレーム９と放熱基板１５を接合したリードフレーム１１を並べて配置したのち、接合材２０、２１、２７、２８の上に半導体チップ７ａ、７ｂ、８ａ、８ｂを搭載する。その後、その上に放熱基板１３、１４を接合したリードフレーム１０を裏返して、つまりリードフレーム１０側がリードフレーム９、１１側に向けられるようにして搭載する。 [Step shown in FIG. 4B]
The heat dissipation substrates 12 to 15 and the lead frames 9 to 11 are bonded to each other through the bonding materials 29 to 32. Then, after arranging the lead frame 9 to which the heat dissipation substrate 12 is bonded and the lead frame 11 to which the heat dissipation substrate 15 is bonded, the semiconductor chips 7a, 7b, 8a, and 8b are mounted on the bonding materials 20, 21, 27, and 28. To do. Thereafter, the lead frame 10 on which the heat dissipation boards 13 and 14 are joined is turned over, that is, mounted so that the lead frame 10 side faces the lead frames 9 and 11.

〔図４（ｃ）に示す工程〕
リフロー処理を行う。図４（ｂ）に示したように、放熱基板１３、１４を接合したリードフレーム１０を搭載したときには、信号線端子Ｓ１の接合材２２や信号線端子Ｓ２の接合材が接合材２０、２１、２３〜２８よりも高くしてあることから、リードフレーム１０が傾斜してガタツキが生じる。 [Step shown in FIG. 4 (c)]
Perform reflow processing. As shown in FIG. 4B, when the lead frame 10 to which the heat dissipation boards 13 and 14 are bonded is mounted, the bonding material 22 of the signal line terminal S1 and the bonding material of the signal line terminal S2 are bonded to the bonding materials 20, 21, Since the height is higher than 23 to 28, the lead frame 10 is inclined to cause backlash.

しかしながら、リフロー処理によって各接合材２０〜３２が溶融すると、リードフレーム１０の傾斜が修正され、水平となるため、ガタツキを無くすことができる。特に、上記したように、接合材２２を接合材２０、２１、２３〜２８よりも低融点の材料で構成すれば、リードフレーム１０の傾斜要因となっている接合材２２をまず溶融させて荷重を掛かられるため、接合材２２の高さが接合材２０、２１、２３〜２８の高さと揃うようにできる。本実施形態の場合、信号線端子Ｓ１、Ｓ２に貫通孔１７、１８を形成しているため、この貫通孔１７、１８内に接合材２２の余剰分が逃げ、より接合材２２の高さが接合材２０、２１、２３〜２８の高さと揃うようにできる。そして、接合材２０〜２８の高さが揃ってから更にリフロー処理の温度を上げることで、すべての接合材２０〜３２が溶融され、各接合材２０〜３２によって各部の接合が行われる。   However, when each of the bonding materials 20 to 32 is melted by the reflow process, the inclination of the lead frame 10 is corrected and becomes horizontal, so that rattling can be eliminated. In particular, as described above, if the bonding material 22 is made of a material having a melting point lower than that of the bonding materials 20, 21, 23 to 28, the bonding material 22 that is the inclination factor of the lead frame 10 is first melted and loaded. Therefore, the height of the bonding material 22 can be matched with the height of the bonding materials 20, 21, 23 to 28. In the case of this embodiment, since the through holes 17 and 18 are formed in the signal line terminals S1 and S2, the excess of the bonding material 22 escapes into the through holes 17 and 18, and the height of the bonding material 22 is further increased. The height of the bonding material 20, 21, 23 to 28 can be matched. Then, by raising the temperature of the reflow treatment after the heights of the bonding materials 20 to 28 are further increased, all the bonding materials 20 to 32 are melted, and the respective portions are bonded by the bonding materials 20 to 32.

〔図４（ｄ）に示す工程〕
必要に応じてポリイミドやポリアミドなどによるプライマー処理を行った後、接合材２０〜３２によって接合された各部を図示しない成形型内に設置し、樹脂注入を行うことで、樹脂部１６にて樹脂封止する。これにより、図２に示した構造の半導体モジュール４が構成される。この後、フレーム部１０ｂ、１０ｃ、１１ｂ、１１ｃなどの不要部分を切断する。このとき、フレーム部１０ｂ、１１ｂの切断箇所が樹脂部１６から露出することになるため、低温硬化可能な絶縁性樹脂で被覆するようにすると好ましい。このようにして、本実施形態にかかる半導体モジュール４が完成する。 [Step shown in FIG. 4 (d)]
After performing primer treatment with polyimide, polyamide, or the like as necessary, each part joined by the joining materials 20 to 32 is placed in a molding die (not shown), and resin injection is performed. Stop. Thus, the semiconductor module 4 having the structure shown in FIG. 2 is configured. Thereafter, unnecessary portions such as the frame portions 10b, 10c, 11b, and 11c are cut. At this time, since the cut portions of the frame portions 10b and 11b are exposed from the resin portion 16, it is preferable to cover them with an insulating resin that can be cured at a low temperature. In this way, the semiconductor module 4 according to the present embodiment is completed.

以上説明したような半導体モジュール４や半導体モジュール４の製造方法によれば、以下の効果を奏することが可能となる。   According to the semiconductor module 4 and the method for manufacturing the semiconductor module 4 as described above, the following effects can be obtained.

（１）本実施形態では、半導体チップ７ａ、７ｂのエミッタ電極７２に接合されるリードフレーム１０、１１を用いてゲート電極を含む信号線電極７１に接続される信号線端子Ｓ１、Ｓ２を構成するようにしている。そして、接合材２２を用いることにより、ボンディングワイヤを用いることなく信号線端子Ｓ１、Ｓ２が半導体チップ７ａ、７ｂの信号線電極７１に直接接合されるようにしている。したがって、ボンディングを行わなくても良い構造にて半導体モジュール４を構成することが可能となり、従来のボンディングを行う場合のようなダイボンド工程→ボンディング工程→ダイボンド工程という煩雑な経なくても済み、製造工程の簡略化を図ることが可能となる。   (1) In the present embodiment, the signal line terminals S1 and S2 connected to the signal line electrode 71 including the gate electrode are configured by using the lead frames 10 and 11 bonded to the emitter electrode 72 of the semiconductor chips 7a and 7b. I am doing so. Then, by using the bonding material 22, the signal line terminals S1 and S2 are directly bonded to the signal line electrodes 71 of the semiconductor chips 7a and 7b without using bonding wires. Therefore, it is possible to configure the semiconductor module 4 with a structure that does not require bonding, and it is possible to eliminate the complicated process of die bonding process → bonding process → die bonding process as in the case of conventional bonding. It becomes possible to simplify the process.

（２）本実施形態では、信号線端子Ｓ１、Ｓ２のうち半導体チップ７ａ、７ｂに接続される側の厚みをリードフレーム１０、１１の四角板状部１０ａ、１１ａの厚みよりも薄くしている。このため、信号線端子Ｓ１と放熱基板１３との間や信号線端子Ｓ２と放熱基板１５との間の間隔を空けることが可能となり、これらの間での短絡発生を確実に防止することが可能となる。   (2) In the present embodiment, the thickness of the signal line terminals S1 and S2 on the side connected to the semiconductor chips 7a and 7b is made thinner than the thickness of the square plate portions 10a and 11a of the lead frames 10 and 11. . For this reason, it is possible to leave a space between the signal line terminal S1 and the heat dissipation board 13 and between the signal line terminal S2 and the heat dissipation board 15, and it is possible to reliably prevent a short circuit between them. It becomes.

また、信号線端子Ｓ１、Ｓ２を薄くすることによって応力低減効果や製造工程での樹脂封止時の樹脂流れ性を良好にできるという効果も得られる。これらの効果について、図５および図６を参照して説明する。   In addition, by reducing the thickness of the signal line terminals S1 and S2, an effect of reducing the stress and improving the resin flow at the time of resin sealing in the manufacturing process can be obtained. These effects will be described with reference to FIGS.

図５は、信号線端子Ｓ１の厚みをリードフレーム１０の四角板状部１０ａの厚みと同じにした場合とその１／２にした場合での非線形歪み振幅（％）を調べた結果を示している。ここでは、リードフレーム１０の四角板状部１０ａの厚みを０．５ｍｍとし、信号線端子Ｓ１の厚みをそれと同じにしたときとその１／２にしたときについてシミュレーションしている。その他の部分での物性値は共通としている。   FIG. 5 shows the result of examining the nonlinear distortion amplitude (%) when the thickness of the signal line terminal S1 is the same as the thickness of the square plate-like portion 10a of the lead frame 10 and when it is halved. Yes. Here, the simulation is performed when the thickness of the square plate-like portion 10a of the lead frame 10 is 0.5 mm, and the thickness of the signal line terminal S1 is the same as that and when it is halved. The physical property values in other parts are common.

この図に示されるように、信号線端子Ｓ１の厚みをリードフレーム１０の四角板状部１０ａの厚みに比べて薄くすると、同じにした場合と比較して、非線形歪み振幅が２．１４から１．６２に約２５％も低減されていることが判る。このシミュレーションでは、信号線端子Ｓ１とリードフレーム１０の四角板状部１０ａの厚みについて行っているが、信号線端子Ｓ２とリードフレーム１１の四角板状部１１ａの厚みについても同様の結果が得られる。したがって、信号線端子Ｓ１、Ｓ２の厚みをリードフレーム１０、１１の四角板状部１０ａ、１１ａの厚みに比べて薄くすることにより、応力低減効果を発揮することが可能となる。   As shown in this figure, when the thickness of the signal line terminal S1 is made thinner than the thickness of the square plate-like portion 10a of the lead frame 10, the nonlinear distortion amplitude is 2.14 to 1 compared with the same case. It can be seen that it is reduced by about 25% to .62. In this simulation, the thickness of the signal line terminal S1 and the square plate-like portion 10a of the lead frame 10 is performed, but the same result is obtained for the thickness of the signal line terminal S2 and the square plate-like portion 11a of the lead frame 11. . Therefore, by reducing the thickness of the signal line terminals S1 and S2 as compared with the thickness of the square plate-like portions 10a and 11a of the lead frames 10 and 11, it is possible to exert a stress reduction effect.

図６（ａ）、（ｂ）は、信号線端子Ｓ１、Ｓ２の厚みをリードフレーム１０、１１の四角板状部１０ａ、１１ａの厚みと同じにした場合とそれよりも薄くした場合の断面の様子を示している。この図に示されるように、信号線端子Ｓ１、Ｓ２の厚みをリードフレーム１０、１１の四角板状部１０ａ、１１ａの厚みと同じにすると、信号線端子Ｓ１、Ｓ２と放熱基板１３、１５との間隔が狭くなる。これに対して、信号線端子Ｓ１、Ｓ２の厚みをリードフレーム１０、１１の四角板状部１０ａ、１１ａの厚みよりも薄くすると、信号線端子Ｓ１、Ｓ２と放熱基板１３、１５との間隔を広くすることが可能となる。したがって、樹脂封止時の樹脂流れ性を良好にすることが可能となる。   6A and 6B are cross-sectional views when the signal line terminals S1 and S2 have the same thickness as the square plate-like portions 10a and 11a of the lead frames 10 and 11, and when the thickness is smaller than that. It shows a state. As shown in this figure, when the thickness of the signal line terminals S1 and S2 is the same as the thickness of the square plate portions 10a and 11a of the lead frames 10 and 11, the signal line terminals S1 and S2 and the heat dissipation boards 13 and 15 The interval of becomes narrower. On the other hand, when the thickness of the signal line terminals S1 and S2 is made thinner than the thickness of the square plate portions 10a and 11a of the lead frames 10 and 11, the distance between the signal line terminals S1 and S2 and the heat dissipation boards 13 and 15 is increased. It can be widened. Accordingly, it becomes possible to improve the resin flowability at the time of resin sealing.

なお、信号線端子Ｓ１、Ｓ２のうち厚さを薄くする範囲については、半導体チップ７ａ、７ｂとの接続箇所のみとしても、応力低減効果や樹脂流れ性を良好にするという効果をある程度得ることができる。しかしながら、放熱基板１３、１５と対向する部分全域とすれば、よりこれらの効果を得ることができる。   In addition, regarding the range where the thickness is reduced among the signal line terminals S1 and S2, the effect of reducing the stress and improving the resin flowability can be obtained to some extent even if only the connection points with the semiconductor chips 7a and 7b are provided. it can. However, these effects can be obtained more if the entire region facing the heat dissipation substrates 13 and 15 is used.

（３）本実施形態では、信号線端子Ｓ１、Ｓ２に貫通孔１７、１８を形成し、この貫通孔１７、１８内に接合材２２が入り込むようにしている。このため、信号線端子Ｓ１、Ｓ２と接合材２２とをより強固に確実に接合されるようにすることができる。したがって、信号線端子Ｓ１、Ｓ２と半導体チップ７ａ、７ｂとの接続信頼性を向上させることが可能となる。   (3) In the present embodiment, the through holes 17 and 18 are formed in the signal line terminals S1 and S2, and the bonding material 22 enters the through holes 17 and 18. For this reason, the signal line terminals S1 and S2 and the bonding material 22 can be more firmly and reliably bonded. Therefore, the connection reliability between the signal line terminals S1 and S2 and the semiconductor chips 7a and 7b can be improved.

（４）本実施形態では、信号線端子Ｓ１、Ｓ２のうち半導体チップ７ａ、７ｂと接続される箇所よりも外側にも貫通孔１９を形成している。このため、樹脂封止時に貫通孔１９内を通じて樹脂が流動させられ、より樹脂の充填性（回り込み）を良くすることが可能となる。ただし、このような貫通孔１９については、孔面積を広げる程、樹脂の充填性を良くできるが、その分、信号線端子Ｓ１、Ｓ２の抵抗値が増加することになるため、それを加味して信号線端子Ｓ１、Ｓ２の厚みや幅などを設計するのが好ましい。   (4) In the present embodiment, the through hole 19 is also formed outside the signal line terminals S1 and S2 that are connected to the semiconductor chips 7a and 7b. For this reason, the resin is caused to flow through the through-hole 19 at the time of resin sealing, and the resin filling property (wraparound) can be further improved. However, for such a through hole 19, the resin filling property can be improved as the hole area is increased. However, the resistance value of the signal line terminals S 1 and S 2 is increased by that amount. It is preferable to design the thickness and width of the signal line terminals S1 and S2.

（５）本実施形態では、導体部１２ａ〜１５ａと導体部１２ｃ〜１５ｃとの間に絶縁基板１２ｂ〜１５ｂを挟み込んだ放熱基板１２〜１５を各リードフレーム９〜１１に接合している。このため、半導体モジュール４は、放熱基板１２〜１５の露出面側に冷却機器などを取り付けることで冷却機能を高める構造にすることができるが、露出面がリードフレーム９〜１１と導通した状態になっていると、露出面に絶縁膜などを備えた状態で冷却機器などを取り付けることになる。しかしながら、本実施形態のような放熱基板１２〜１５の場合、絶縁基板１２ｂ〜１５ｂにより、導体部１２ａ〜１５ａと導体部１２ｃ〜１５ｃと間を電気的に分離できる。このため、放熱基板１２〜１５の露出面に直接冷却機器などを取り付けることも可能となる。   (5) In the present embodiment, the heat dissipation substrates 12 to 15 having the insulating substrates 12b to 15b sandwiched between the conductor portions 12a to 15a and the conductor portions 12c to 15c are joined to the lead frames 9 to 11, respectively. For this reason, although the semiconductor module 4 can be made into the structure which improves a cooling function by attaching a cooling device etc. to the exposed surface side of the thermal radiation board | substrates 12-15, the exposed surface is in the state connected with the lead frames 9-11. In this case, a cooling device or the like is attached with an insulating film or the like provided on the exposed surface. However, in the case of the heat dissipation substrates 12 to 15 as in the present embodiment, the conductor portions 12a to 15a and the conductor portions 12c to 15c can be electrically separated by the insulating substrates 12b to 15b. For this reason, it becomes possible to attach a cooling device etc. directly to the exposed surface of the heat sinks 12-15.

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対して信号線端子Ｓ１、Ｓ２の構造を変更したものであり、その他に関しては第１実施形態と同様であるため、異なる部分についてのみ説明する。 (Second Embodiment)
A second embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, the structure of the signal line terminals S1 and S2 is changed with respect to the first embodiment, and the other parts are the same as those in the first embodiment, and therefore only different parts will be described.

図７は、本実施形態にかかる半導体モジュール４における信号線端子Ｓ１の先端部近傍の断面図である。第１実施形態では、信号線端子Ｓ１の貫通孔１７を内径が一定の円柱形状としたが、図７に示すように、本実施形態では、信号線端子Ｓ１の貫通孔１７を内径を変化させ、貫通孔１７の深さ方向の途中位置において内径が最も小さく、信号線端子Ｓ１の表面側および裏面側に向かうに連れて内径が徐々に大きくなるようにしている。このような形状は、例えば、貫通孔１７を表面側と裏面側からダブルエッチングを行うことなどにより実現できる。   FIG. 7 is a cross-sectional view of the vicinity of the tip of the signal line terminal S1 in the semiconductor module 4 according to the present embodiment. In the first embodiment, the through hole 17 of the signal line terminal S1 has a cylindrical shape with a constant inner diameter. However, in the present embodiment, the inner diameter of the through hole 17 of the signal line terminal S1 is changed as shown in FIG. The inner diameter is the smallest at an intermediate position in the depth direction of the through hole 17, and the inner diameter is gradually increased toward the front surface side and the back surface side of the signal line terminal S1. Such a shape can be realized by, for example, performing double etching of the through hole 17 from the front surface side and the back surface side.

このような構造とされる場合、貫通孔１７内に接合材２２が入り込んだときに貫通孔１７の内壁面が引っ掛かって接合材２２が抜けなくなるため、よりアンカー効果を発揮することが可能となる。なお、ここでは、信号線端子Ｓ１について説明したが、信号線端子Ｓ２についても同様のことが言える。   In the case of such a structure, when the bonding material 22 enters the through hole 17, the inner wall surface of the through hole 17 is caught and the bonding material 22 cannot be removed, so that the anchor effect can be further exhibited. . Although the signal line terminal S1 has been described here, the same applies to the signal line terminal S2.

このような構造では、接合材２２を貫通孔１７に設置する際には、次のような方法によって行える。図８は、その様子を示した断面図である。   In such a structure, when the bonding material 22 is installed in the through hole 17, it can be performed by the following method. FIG. 8 is a cross-sectional view showing this state.

まず、図８（ａ）に示すように、貫通孔１７を形成した信号線端子Ｓ１を用意する。そして、図８（ｂ）の左図に示すように、はんだボールを配置すること、もしくは、図８（ｂ）の右図に示すように、はんだペースト等をディスペンス塗布することで接合材２２を貫通孔１７上に搭載する。このとき、はんだボールを用いる場合には、リードフレーム１０を逆さにすると信号線端子Ｓ１からはんだボールが落下してしまうため、このままの状態でリードフレーム１０を逆さにすることはできない。一方、はんだペースト等を用いる場合にはリードフレーム１０を逆さにしても信号線端子Ｓ１から落下しない。   First, as shown in FIG. 8A, a signal line terminal S1 having a through hole 17 is prepared. Then, as shown in the left diagram of FIG. 8B, the solder balls are disposed, or as shown in the right diagram of FIG. It is mounted on the through hole 17. At this time, when the solder ball is used, if the lead frame 10 is turned upside down, the solder ball falls from the signal line terminal S1, and therefore the lead frame 10 cannot be turned upside down as it is. On the other hand, when solder paste or the like is used, even if the lead frame 10 is inverted, it does not fall from the signal line terminal S1.

このため、はんだボールを使用する場合には、リフロー処理を行うことで接合材２２を溶融させ、接合材２２が信号線端子Ｓ１に濡れて接合されるようにする。例えば、信号線端子Ｓ１の表面にＮｉメッキのみを施してある場合には、図８（ｃ）の左図に示すように接合材２２の塗布領域に準じてバンプ状の接合材２２が形成される。また、図８（ｃ）の中央図もしくは右図に示すように信号線端子Ｓ１の表面において図中太線で示した領域に濡れ改善用のＡｕメッキなどが施されている場合には、接合材２２が濡れ広がり、信号線端子Ｓ１との密着エリアを拡大することが可能となる。   For this reason, when solder balls are used, the bonding material 22 is melted by performing a reflow process so that the bonding material 22 is wetted and bonded to the signal line terminal S1. For example, when only the Ni plating is applied to the surface of the signal line terminal S1, the bump-shaped bonding material 22 is formed according to the application region of the bonding material 22 as shown in the left diagram of FIG. The In addition, as shown in the center or right diagram of FIG. 8C, when the surface indicated by the thick line in the surface of the signal line terminal S1 is provided with an Au plating or the like for improving wetting, the bonding material 22 spreads out and the contact area with the signal line terminal S1 can be expanded.

このように、はんだペースト等を用いる場合には接合材２２を信号線端子Ｓ１に配置したら直ぐに、はんだボールを使用する場合にはリフロー処理を行うことで接合材２２を溶融させてから、第１実施形態で示した図４（ｂ）の工程に移行する。そして、その後は、図４（ｃ）、（ｄ）の工程を行うことにより、信号線端子Ｓ１の貫通孔１７の形状を本実施形態のようにした場合の半導体モジュール４を製造できる。   As described above, in the case where solder paste or the like is used, as soon as the bonding material 22 is arranged on the signal line terminal S1, in the case where a solder ball is used, the bonding material 22 is melted by performing a reflow process, and then the first. The process proceeds to the process of FIG. 4B shown in the embodiment. After that, by performing the steps of FIGS. 4C and 4D, the semiconductor module 4 in the case where the shape of the through hole 17 of the signal line terminal S1 is as in the present embodiment can be manufactured.

なお、ここでは信号線端子Ｓ１を例に挙げたが、信号線端子Ｓ２についても、同様の構造とすることができ、同様の効果を得ることができる。   Here, the signal line terminal S1 is taken as an example, but the signal line terminal S2 can also have the same structure and the same effect can be obtained.

（第２実施形態の変形例）
上記第２実施形態のような構造の貫通孔１７を構成する場合、半導体チップ７ａのうち信号線端子Ｓ１と接続されるゲート電極を含む信号線電極７１の寸法と貫通孔１７のうち信号線端子Ｓ１の表面側、つまり信号線電極７１と反対側の径とを次のような関係にすると良い。なお、ここでいう信号線電極７１の寸法とは、信号線電極７１の中心を通過する最小寸法のことを意味しており、円形であれば信号線電極７１の径、正方形であれば信号線電極７１の辺に相当する。 (Modification of the second embodiment)
When the through hole 17 having the structure as in the second embodiment is configured, the dimension of the signal line electrode 71 including the gate electrode connected to the signal line terminal S1 in the semiconductor chip 7a and the signal line terminal in the through hole 17 are described. The surface side of S1, that is, the diameter on the side opposite to the signal line electrode 71, may be set as follows. Here, the dimension of the signal line electrode 71 means the minimum dimension passing through the center of the signal line electrode 71. If the signal line electrode 71 is circular, the signal line electrode 71 has a diameter. This corresponds to the side of the electrode 71.

図９は、本変形例に掛かる半導体モジュール４における信号線端子Ｓ１の先端部近傍の断面図であり、（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、信号線端子Ｓ１と信号線電極７１とが位置ズレしていない場合と位置ズレしている場合を示している。   FIG. 9 is a cross-sectional view of the vicinity of the tip end portion of the signal line terminal S1 in the semiconductor module 4 according to the present modification, and FIGS. The case where it has not shifted and the case where it has shifted are shown.

図９（ａ）に示すように、半導体チップ７ａのうち信号線端子Ｓ１と接続されるゲート電極を含む信号線電極７１の寸法φｅに対して、貫通孔１７のうち信号線端子Ｓ１の表裏面での径φＬが小さく（φＬ＜φｅ）なるようにすると好ましい。このようにすれば、信号線端子Ｓ１と半導体チップ７ａとの位置ズレに基づいて、図９（ｂ）に示すように貫通孔１７と信号線電極７１とが位置ズレしたときに、接合材２２の濡れ角α、βが鋭角になるようにできる。振動などに起因する応力発生時における接合材２２のクラックは、濡れ角α、βが０°に近い方が生じ難い。このため、濡れ角α、βが鋭角になるようにできるため、クラックが生じ難い構造とすることが可能となる。   As shown in FIG. 9A, the front and back surfaces of the signal line terminal S1 in the through hole 17 with respect to the dimension φe of the signal line electrode 71 including the gate electrode connected to the signal line terminal S1 in the semiconductor chip 7a. It is preferable that the diameter φL at the point is small (φL <φe). In this way, when the through hole 17 and the signal line electrode 71 are displaced as shown in FIG. 9B based on the positional deviation between the signal line terminal S1 and the semiconductor chip 7a, the bonding material 22 is disposed. The wetting angles α and β can be acute angles. Cracks in the bonding material 22 at the time of stress generation due to vibration or the like hardly occur when the wetting angles α and β are close to 0 °. For this reason, since the wetting angles α and β can be made acute, it is possible to obtain a structure in which cracks are unlikely to occur.

（他の実施形態）
上記各実施形態では、２ｉｎ１構造の半導体モジュール４を例に挙げて説明した。しかしながら、少なくとも半導体チップ７ａ、７ｂのうち信号線端子Ｓ１、Ｓ２が接続される電極（ゲート電極を含む信号線電極７１）と同じ面に備えられた電極（エミッタ電極７２）が接合されるリードフレーム１０、１１によって信号線端子Ｓ１、Ｓ２を構成している構造であれば良い。つまり、１ｉｎ１構造であっても良いし、三つの上アームおよび下アームの六つの半導体パワー素子を一つの樹脂部に封止した６ｉｎ１構造などに対しても、本発明を適用することができる。 (Other embodiments)
In the above embodiments, the semiconductor module 4 having a 2in1 structure has been described as an example. However, the lead frame to which the electrode (emitter electrode 72) provided on the same surface as the electrode (signal line electrode 71 including the gate electrode) to which the signal line terminals S1 and S2 are connected at least among the semiconductor chips 7a and 7b is joined. Any structure may be used as long as the signal line terminals S1 and S2 are configured by the pins 10 and 11. That is, a 1 in 1 structure may be used, and the present invention can also be applied to a 6 in 1 structure in which six semiconductor power elements of three upper arms and lower arms are sealed in one resin portion.

なお、上記各実施形態は、２ｉｎ１構造であるため、上アームと下アームそれぞれで本発明が適用されていると把握することができる。すなわち、本発明でいう第１端子が正極端子Ｐで第１リードフレームがリードフレーム９の場合、第２端子が出力端子Ｏで第２リードフレームがリードフレーム１０となるが、第１端子が出力端子Ｏで第１リードフレームがリードフレーム１０の場合、第２端子が負極端子Ｎで第２リードフレームがリードフレーム１１となる。   In addition, since each said embodiment is 2in1 structure, it can be grasped | ascertained that this invention is applied to each of an upper arm and a lower arm. That is, in the present invention, when the first terminal is the positive terminal P and the first lead frame is the lead frame 9, the second terminal is the output terminal O and the second lead frame is the lead frame 10, but the first terminal is the output. When the first lead frame is the lead frame 10 at the terminal O, the second terminal is the negative terminal N and the second lead frame is the lead frame 11.

また、上記各実施形態では、ＩＧＢＴが形成された半導体チップ７ａとＦＷＤが形成された半導体チップ８ａとを別チップにすると共に、ＩＧＢＴが形成された半導体チップ７
ｂとＦＷＤが形成された半導体チップ８ｂとを別チップにした。しかしながら、これらをそれぞれ１チップとしても良い。 In each of the above embodiments, the semiconductor chip 7a on which the IGBT is formed and the semiconductor chip 8a on which the FWD is formed are separated from each other, and the semiconductor chip 7 on which the IGBT is formed.
b and the semiconductor chip 8b on which the FWD was formed were formed as separate chips. However, each of these may be a single chip.

また、上記実施形態では、半導体パワー素子として縦型構造のＩＧＢＴを例に挙げたが、縦型構造のパワーＭＯＳＦＥＴであっても良い。すなわち、半導体チップ７ａ、７ｂとして、表面側に信号線電極が形成されていると共に表面電極が形成され、裏面側に裏面電極が形成された構造のものを用いた半導体モジュール４に対して本発明を適用することができる。   In the above embodiment, a vertical structure IGBT is taken as an example of the semiconductor power element, but a vertical structure power MOSFET may be used. That is, the present invention is applied to the semiconductor module 4 using the semiconductor chip 7a, 7b having a structure in which the signal line electrode is formed on the front surface side, the front surface electrode is formed, and the back surface electrode is formed on the back surface side. Can be applied.

上記第１実施形態では、貫通孔１７に接合材２２を配置した後、リフロー処理を行うことで一次固定するようにしているが、接合材２２としてはんだペーストなどを用いる場合には、接合材２２がある程度は信号線端子Ｓ１に密着した状態となる。このため、このような場合にはリフロー処理を行うことなく図４（ｂ）の工程に進むようにしても良い。   In the first embodiment, the bonding material 22 is disposed in the through-hole 17 and then fixed primarily by performing a reflow process. However, when a solder paste or the like is used as the bonding material 22, the bonding material 22 is used. Is in a state of being in close contact with the signal line terminal S1 to some extent. Therefore, in such a case, the process may proceed to the process of FIG. 4B without performing the reflow process.

また、上記各実施形態で説明した半導体モジュール４に備えられる各種部品の形状等については適宜設計変更可能である。例えば、リードフレーム９〜１１のうち半導体チップ７、８に接合される部分を四角板状部９ａ〜１１ａとしたが、必ずしも四角でなくても良い。   In addition, the design and the like of various parts provided in the semiconductor module 4 described in the above embodiments can be appropriately changed. For example, the portions of the lead frames 9 to 11 that are joined to the semiconductor chips 7 and 8 are the rectangular plate-like portions 9a to 11a, but they are not necessarily square.

１ インバータ
２ 直流電源
３ 三相モータ
４ 半導体モジュール
５ ＩＧＢＴ
６ ＦＷＤ
７（７ａ、７ｂ） 半導体チップ
８（８ａ、８ｂ） 半導体チップ
９、１０、１１ リードフレーム
９ａ、１０ａ、１１ａ 四角板状部
１０ｂ、１０ｃ、１１ｂ、１１ｃ フレーム部
１２〜１５ 放熱基板
１２ａ〜１５ａ、１２ｃ〜１５ｃ 導体部
１２ｂ〜１５ｂ 絶縁基板
１６ 樹脂部
１７、１８、１９ 貫通孔
２０〜３２ 接合材
７１ 信号線電極
７２ エミッタ電極（表面電極）
７３ コレクタ電極（裏面電極）
８１ アノード電極
８２ カソード電極 1 Inverter 2 DC power supply 3 Three-phase motor 4 Semiconductor module 5 IGBT
6 FWD
7 (7a, 7b) Semiconductor chip 8 (8a, 8b) Semiconductor chip 9, 10, 11 Lead frame 9a, 10a, 11a Square plate-like part 10b, 10c, 11b, 11c Frame part 12-15 Heat radiation board 12a-15a, 12c to 15c Conductor portion 12b to 15b Insulating substrate 16 Resin portion 17, 18, 19 Through hole 20 to 32 Bonding material 71 Signal line electrode 72 Emitter electrode (surface electrode)
73 Collector electrode (back electrode)
81 Anode electrode 82 Cathode electrode

Claims (10)

表面および裏面を有し、縦型構造の半導体パワー素子が形成され、表面側に信号線電極（７１）が形成されていると共に表面電極（７２）が形成され、裏面側に裏面電極（７３）が形成された半導体チップ（７ａ）と、
前記半導体チップ（７ａ）の裏面電極（７３）に接続されると共に第１端子（Ｐ）が備えられる第１リードフレーム（９）と、
前記半導体チップ（７ａ）の前記信号線電極（７１）に接続される信号線端子（Ｓ１）および前記表面電極（７２）に接続されると共に第２端子（Ｏ）が延設された板状部（１０ａ）が備えられる第２リードフレーム（１０）と、
前記第１端子（Ｐ）および前記第２端子（Ｏ）を露出させつつ前記半導体チップ（７ａ）と前記第１、第２リードフレーム（９、１０）を封止する樹脂部（１６）とを有し、
前記信号線端子（Ｓ１）と前記信号線電極（７１）とがバンプで構成された接合材（２２）によって接合されていることを特徴とする半導体モジュール。 A semiconductor power element having a front surface and a back surface and having a vertical structure is formed, a signal line electrode (71) is formed on the front surface side, a front surface electrode (72) is formed, and a back surface electrode (73) is formed on the back surface side. A semiconductor chip (7a) formed with
A first lead frame (9) connected to the back electrode (73) of the semiconductor chip (7a) and provided with a first terminal (P);
A plate-like portion connected to the signal line electrode (71) and the surface electrode (72) connected to the signal line electrode (71) of the semiconductor chip (7a) and extended with the second terminal (O). A second lead frame (10) provided with (10a);
The semiconductor chip (7a) and the resin portion (16) for sealing the first and second lead frames (9, 10) while exposing the first terminal (P) and the second terminal (O). Have
The semiconductor module, wherein the signal line terminal (S1) and the signal line electrode (71) are bonded together by a bonding material (22) formed of a bump. 前記信号線端子（Ｓ１）のうち前記板状部（１０ａ）側の端部は、前記板状部（１０ａ）よりも厚みが薄くされていることを特徴とする請求項１に記載の半導体モジュール。   2. The semiconductor module according to claim 1, wherein an end of the signal line terminal (S <b> 1) on the plate-like portion (10 a) side is thinner than the plate-like portion (10 a). . 前記信号線端子（Ｓ１）のうち前記接合材（２２）によって接合される位置には表裏を貫通する貫通孔（１７）が形成されており、該貫通孔（１７）内に前記接合材（２２）が入り込んでいることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体モジュール。   A through hole (17) penetrating the front and back is formed in a position where the signal line terminal (S1) is bonded by the bonding material (22), and the bonding material (22) is formed in the through hole (17). The semiconductor module according to claim 1, wherein: 前記貫通孔（１７）は、深さ方向の途中位置において内径が最も小さく、前記信号線端子（Ｓ１）の表面側および裏面側に向かうに連れて内径が徐々に大きくなることを特徴とする請求項３に記載の半導体モジュール。   The through hole (17) has an inner diameter that is the smallest at an intermediate position in the depth direction, and the inner diameter gradually increases toward the front surface side and the back surface side of the signal line terminal (S1). Item 4. The semiconductor module according to Item 3. 表面および裏面を有し、縦型構造の半導体パワー素子が形成され、表面側に信号線電極（７１）が形成されていると共に表面電極（７２）が形成され、裏面側に裏面電極（７３）が形成された半導体チップ（７ａ）と、
前記半導体チップ（７ａ）の裏面電極（７３）に接続されると共に第１端子（Ｐ）が備えられる第１リードフレーム（９）と、
前記半導体チップ（７ａ）の前記信号線電極（７１）に接続される信号線端子（Ｓ１）および前記表面電極（７２）に接続されると共に第２端子（Ｏ）が延設された板状部（１０ａ）が備えられる第２リードフレーム（１０）と、
前記第１端子（Ｐ）および前記第２端子（Ｏ）が露出させつつ前記半導体チップ（７ａ）と前記第１、第２リードフレーム（９、１０）を封止する樹脂部（１６）とを有し、
前記信号線端子（Ｓ１）と前記信号線電極（７１）とがバンプで構成された接合材（２２）によって接合されていることを特徴とする半導体モジュールの製造方法であって、
前記第１リードフレーム（９）を用意し、該第１リードフレーム（９）のうちの前記半導体チップ（７ａ）が接続される位置に第１接合材（２０）を配置する工程と、
前記第２リードフレーム（１０）を用意し、該第２リードフレーム（１０）のうちの前記半導体チップ（７ａ）が接続される位置に第２接合材（２３）を配置すると共に前記信号線端子（Ｓ１）のうち前記信号線電極（７１）に接続される位置に第３接合材（２２）を配置する工程と、
前記第１接合材（２０）の上に前記半導体チップ（７ａ）を配置する工程と、
前記第１接合材（２０）の上に前記半導体チップ（７ａ）を配置した前記第１リードフレーム（９）の上に、前記第２リードフレーム（１０）を前記第２接合材（２３）および前記第３接合材（２２）側を向けて配置する工程と、
リフロー処理により、前記第１接合材（２０）と前記裏面電極（７３）とを接合すると共に、前記第２接合材（２３）と前記表面電極（７２）とを接合し、さらに前記第３接合材（２２）と前記信号線電極（７１）とを接合する工程と、
前記リフロー処理後に、前記第１リードフレーム（９）と前記第２リードフレーム（１０）および前記半導体チップ（７ａ）を前記第１、第２端子（Ｐ、Ｏ）が露出されるように前記樹脂部（１６）にて樹脂封止する工程とを含み、
前記第２リードフレーム（１０）として、前記信号線端子（Ｓ１）が、前記板状部（１０ａ）のうち前記第２端子（Ｏ）が延設された側と反対側において、一方向を長手方向として延設されていると共に前記板状部（１０ａ）から離間して配置され、前記板状部（１０ａ）に備えられたフレーム部（１０ｂ）を介して前記板状部（１０ａ）に繋げられたものを用い、
前記樹脂封止する工程の後で、前記フレーム部（１０ｂ）を切断することにより、前記信号線端子（Ｓ１）を前記板状部（１０ａ）を分離する工程を含んでいることを特徴とする半導体モジュールの製造方法。 A semiconductor power element having a front surface and a back surface and having a vertical structure is formed, a signal line electrode (71) is formed on the front surface side, a front surface electrode (72) is formed, and a back surface electrode (73) is formed on the back surface side. A semiconductor chip (7a) formed with
A first lead frame (9) connected to the back electrode (73) of the semiconductor chip (7a) and provided with a first terminal (P);
A plate-like portion connected to the signal line electrode (71) and the surface electrode (72) connected to the signal line electrode (71) of the semiconductor chip (7a) and extended with the second terminal (O). A second lead frame (10) provided with (10a);
The semiconductor chip (7a) and the resin portion (16) for sealing the first and second lead frames (9, 10) while exposing the first terminal (P) and the second terminal (O). Have
The signal line terminal (S1) and the signal line electrode (71) are joined by a joining material (22) composed of bumps, and the method for producing a semiconductor module,
Preparing the first lead frame (9) and disposing the first bonding material (20) at a position of the first lead frame (9) to which the semiconductor chip (7a) is connected;
The second lead frame (10) is prepared, a second bonding material (23) is arranged at a position of the second lead frame (10) to which the semiconductor chip (7a) is connected, and the signal line terminal Placing the third bonding material (22) at a position connected to the signal line electrode (71) in (S1);
Disposing the semiconductor chip (7a) on the first bonding material (20);
On the first lead frame (9) in which the semiconductor chip (7a) is disposed on the first bonding material (20), the second lead frame (10) is mounted on the second bonding material (23) and Arranging the third bonding material (22) side,
By reflow treatment, the first bonding material (20) and the back electrode (73) are bonded, the second bonding material (23) and the surface electrode (72) are bonded, and further the third bonding Bonding the material (22) and the signal line electrode (71);
After the reflow process, the first lead frame (9), the second lead frame (10) and the semiconductor chip (7a) are exposed to the resin so that the first and second terminals (P, O) are exposed. A step of resin sealing at the portion (16),
As the second lead frame (10), the signal line terminal (S1) extends in one direction on the opposite side of the plate-like part (10a) from the side where the second terminal (O) is extended. It extends as a direction and is spaced apart from the plate-like portion (10a), and is connected to the plate-like portion (10a) via a frame portion (10b) provided in the plate-like portion (10a). Using
After the step of sealing with resin, the step of separating the signal line terminal (S1) from the plate-like portion (10a) by cutting the frame portion (10b) is included. Manufacturing method of semiconductor module. 前記信号線端子（Ｓ１）のうち前記板状部（１０ａ）側の端部を前記板状部（１０ａ）よりも厚みが薄くすることを特徴とする請求項５に記載の半導体モジュールの製造方法。   6. The method of manufacturing a semiconductor module according to claim 5, wherein an end of the signal line terminal (S1) on the plate-like portion (10a) side is made thinner than the plate-like portion (10a). . 前記第３接合材（２２）を前記第２接合材（２３）よりも低融点の材料で構成することを特徴とする請求項５または６に記載の半導体モジュールの製造方法。   The method for manufacturing a semiconductor module according to claim 5 or 6, wherein the third bonding material (22) is made of a material having a melting point lower than that of the second bonding material (23). 前記信号線端子（Ｓ１）のうち前記接合材（２２）によって接合される位置に表裏を貫通する貫通孔（１７）を形成し、
前記リフロー処理を行う工程では、前記第３接合材（２２）を前記第２接合材（２３）よりも先に溶融させることで前記貫通孔（１７）内に入り込ませたのち、前記第２接合材（２３）を溶融させることを特徴とする請求項７に記載の半導体モジュールの製造方法。 A through hole (17) penetrating the front and back is formed at a position joined by the joining material (22) in the signal line terminal (S1),
In the step of performing the reflow treatment, the third bonding material (22) is melted before the second bonding material (23) to enter the through-hole (17), and then the second bonding material. The method for manufacturing a semiconductor module according to claim 7, wherein the material (23) is melted. 前記第２接合材（２３）よりも前記第３接合材（２２）を高く配置することを特徴とする請求項８に記載の半導体モジュールの製造方法。   9. The method of manufacturing a semiconductor module according to claim 8, wherein the third bonding material (22) is disposed higher than the second bonding material (23). 前記貫通孔（１７）を深さ方向の途中位置において内径が最も小さく前記信号線端子（Ｓ１）の表面側および裏面側に向かうに連れて内径が徐々に大きくなるようにすることを特徴とする請求項８または９に記載の半導体モジュールの製造方法。   The inner diameter of the through hole (17) is the smallest at an intermediate position in the depth direction, and the inner diameter is gradually increased toward the front surface side and the back surface side of the signal line terminal (S1). The manufacturing method of the semiconductor module of Claim 8 or 9.
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