JP2015185749A - semiconductor module - Google Patents

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清文 中島
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor module which can achieve further reduction of inductance.SOLUTION: In a semiconductor module 10a, a positive electrode 40a, an upper arm element 20, an output electrode 50, a lower arm element 30 and a negative electrode 60a are sequentially layered. A connection part 59 of the output electrode 50 connects an upper arm part 51 of the output electrode 50, which is located closer to the negative electrode 60a than to the positive electrode 40a and a lower arm part 52 of the output electrode 50, which is located closer to the positive electrode 40a than to the negative electrode 60a so as to form a level difference. The upper arm element 20 and the lower arm element 30 are arranged in a space obtained by the level difference.

Description

本発明は、半導体モジュールに関する。   The present invention relates to a semiconductor module.

スイッチング素子であるIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)素子と、整流素子であるダイオード素子とを積層して接続した半導体モジュールが製造されている。   A semiconductor module in which an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) element that is a switching element and a diode element that is a rectifying element are stacked and connected is manufactured.

例えば、特許文献1には、互いに直列接続された上アーム素子と下アーム素子とを備えた半導体モジュールが開示されている。特許文献1の半導体モジュールでは、正側電極板と負側電極板との間に平板の出力電極板が配置されている。正側電極板と出力電極板との間に上アーム素子が配置されている。負側電極板と出力電極板との間に下アーム素子が配置されている。   For example, Patent Document 1 discloses a semiconductor module including an upper arm element and a lower arm element connected in series with each other. In the semiconductor module of Patent Document 1, a flat output electrode plate is disposed between a positive electrode plate and a negative electrode plate. An upper arm element is disposed between the positive electrode plate and the output electrode plate. A lower arm element is disposed between the negative electrode plate and the output electrode plate.

特開2009‐089491号公報JP 2009-089491 A

正側電極板と負側電極板との距離が短くなるほど、正側電極板及び負側電極板に電流が互いに反対方向に流れる際に、正側電極板及び負側電極板それぞれの電流の磁界が互いに相殺される効果が大きくなる。しかし、特許文献1の半導体モジュールは、正側電極板と負側電極板との間に、上アーム素子、出力電極板及び下アーム素子が配置されている。このため、特許文献1の半導体モジュールは、インダクタンスの低減が難しい。   As the distance between the positive electrode plate and the negative electrode plate becomes shorter, the current magnetic field of each of the positive electrode plate and the negative electrode plate when current flows in the opposite direction to the positive electrode plate and the negative electrode plate. The effects of canceling each other out are increased. However, in the semiconductor module of Patent Document 1, the upper arm element, the output electrode plate, and the lower arm element are disposed between the positive electrode plate and the negative electrode plate. For this reason, in the semiconductor module of Patent Document 1, it is difficult to reduce inductance.

本発明は、インダクタンスをさらに低減することができる半導体モジュールを提供する。   The present invention provides a semiconductor module that can further reduce inductance.

本発明の一態様に係る半導体モジュールは、第1面を有する第1電極と、第1面に対向する第2面及び第2面の反対側の第3面を有する第2電極と、第3面に対向する第4面を有する第3電極と、第5面及び第5面の反対側の第6面を有し、第5面が第1面に接続され、第6面が第2面に接続された第1半導体素子と、第7面及び第7面の反対側の第8面を有し、第7面が第3面に接続され、第8面が第4面に接続された第2半導体素子と、第1面と第2面との間及び第3面と第4面との間に設けられた絶縁性を有する樹脂部とを備え、第1面は、第5面に接続された第1接続領域及び第1接続領域と重複しない第1対向領域を含み、第2面は、第6面に接続された第2接続領域、及び第1対向領域に対向する第2対向領域を含み、第3面は、第2対向領域の反対側に位置すると共に第7面に接続された第3接続領域、及び第2接続領域の反対側の第3対向領域を含み、第4面は、第8面に接続された第4接続領域、及び第3対向領域に対向する第4対向領域を含み、第2電極は、第2接続領域及び第3対向領域を有する第1部と、第2対向領域及び第3接続領域を有する第2部と、第1電極よりも第3電極に近い側に位置する第1部と、第3電極よりも第1電極に近い側に位置する第2部とを接続する接続部とを有し、接続部は、段差をなすように第1部と第2部とを接続する半導体モジュールである。   A semiconductor module according to an aspect of the present invention includes a first electrode having a first surface, a second surface facing the first surface, a second electrode having a third surface opposite to the second surface, and a third electrode. A third electrode having a fourth surface facing the surface, a fifth surface and a sixth surface opposite to the fifth surface, the fifth surface being connected to the first surface, and the sixth surface being the second surface And a seventh surface and an eighth surface opposite to the seventh surface, the seventh surface is connected to the third surface, and the eighth surface is connected to the fourth surface. A second semiconductor element; and an insulating resin portion provided between the first surface and the second surface and between the third surface and the fourth surface, wherein the first surface is formed on the fifth surface. The first connection region that is connected and the first opposing region that does not overlap the first connection region, the second surface is the second connection region that is connected to the sixth surface, and the second opposing surface that faces the first opposing region Including the area, the third side A third connection region located on the opposite side of the second opposing region and connected to the seventh surface; and a third opposing region opposite to the second connection region, wherein the fourth surface is connected to the eighth surface. A fourth connection region and a fourth counter region opposite to the third counter region, wherein the second electrode includes a first part having the second connection region and the third counter region, and a second counter region and a third connection. A connecting portion that connects a second portion having a region, a first portion located closer to the third electrode than the first electrode, and a second portion located closer to the first electrode than the third electrode The connection part is a semiconductor module that connects the first part and the second part so as to form a step.

上記態様によれば、第2電極の第1部と第2部とが段差をなすように接続され、当該段差によって得られたスペースに第1半導体素子及び第2半導体素子が配置されるため、第1電極と第2電極との間の距離を短くすることができる。そのため、インダクタンスをさらに低減することができる。   According to the above aspect, the first part and the second part of the second electrode are connected to form a step, and the first semiconductor element and the second semiconductor element are arranged in the space obtained by the step, The distance between the first electrode and the second electrode can be shortened. Therefore, the inductance can be further reduced.

上記態様において、第1対向領域と第2対向領域とに接するように配置され、樹脂部よりも熱伝導性が高い絶縁部をさらに備え、第1電極は、第1面の反対側に樹脂部から露出した第9面を有してもよい。   In the above aspect, the semiconductor device further includes an insulating portion that is disposed in contact with the first opposing region and the second opposing region and has higher thermal conductivity than the resin portion, and the first electrode has a resin portion on the opposite side of the first surface. You may have the 9th surface exposed from.

上記態様によれば、第2半導体素子は、第2電極、絶縁部及び第1電極の第9面を介した放熱経路を有する。したがって、第2半導体素子の放熱性能を向上させることができる。   According to the above aspect, the second semiconductor element has the heat dissipation path via the second electrode, the insulating portion, and the ninth surface of the first electrode. Therefore, the heat dissipation performance of the second semiconductor element can be improved.

また、第1電極は、第1接続領域及び第1接続領域の反対側の第1接着領域とを有する第1接着部と、第1対向領域及び第1接着領域と対向する第2接着領域とを有する第2接着部と、第1接着領域と第2接着領域とを接着し、導電性を有する接着層とを有してもよい。   The first electrode includes a first bonding region having a first connection region and a first bonding region opposite to the first connection region, a first bonding region, and a second bonding region facing the first bonding region. The second adhesive portion may include a first adhesive region and the second adhesive region, and an adhesive layer having conductivity.

上記態様によれば、第1接着領域と第2接着領域とが接着層により接着されるため、接着層の厚さを調整することにより、第1接続領域と第1対向領域との距離を調整可能となる。   According to the above aspect, since the first adhesive region and the second adhesive region are adhered by the adhesive layer, the distance between the first connection region and the first opposing region is adjusted by adjusting the thickness of the adhesive layer. It becomes possible.

また、第1半導体素子は第1トランジスタを有し、第2半導体素子は第2トランジスタを有し、第1トランジスタのコレクタが第5面に接続され、第1トランジスタのエミッタが第6面に接続され、第2トランジスタのコレクタが第7面に接続され、第2トランジスタのエミッタが第8面に接続されてもよい。   The first semiconductor element has a first transistor, the second semiconductor element has a second transistor, the collector of the first transistor is connected to the fifth surface, and the emitter of the first transistor is connected to the sixth surface. The collector of the second transistor may be connected to the seventh surface, and the emitter of the second transistor may be connected to the eighth surface.

上記態様によれば、第1半導体素子及び第2半導体素子のコレクタ及びエミッタが同じ方向を向くように配置されるため、半導体モジュールの生産性を向上させることができる。   According to the said aspect, since the collector and emitter of a 1st semiconductor element and a 2nd semiconductor element are arrange | positioned so that it may face the same direction, productivity of a semiconductor module can be improved.

本発明の一態様の半導体モジュールによれば、インダクタンスをさらに低減することができる。   According to the semiconductor module of one embodiment of the present invention, inductance can be further reduced.

第1実施形態の半導体モジュールにより構成された三相インバータを示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the three-phase inverter comprised by the semiconductor module of 1st Embodiment. 第1実施形態の半導体モジュールを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the semiconductor module of 1st Embodiment. 第1実施形態の半導体モジュールを負側電極の側から視た平面図である。It is the top view which looked at the semiconductor module of a 1st embodiment from the negative electrode side. 第2実施形態の半導体モジュールを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the semiconductor module of 2nd Embodiment. 第3実施形態の半導体モジュールを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the semiconductor module of 3rd Embodiment. 第4実施形態の半導体モジュールを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the semiconductor module of 4th Embodiment.

〈第1実施形態〉
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る半導体モジュールについて詳細に説明する。本発明の第1実施形態の半導体モジュールは、例えば、車載のバッテリから供給される直流電力を三相交流に変換してモータ駆動用の電力変換を行う三相インバータに用いられる。本実施形態の半導体モジュールは、電気自動車又はハイブリッドカーの車輪を駆動するモータの電力変換を行う三相インバータに用いられる。図1に示すように、例えば、本実施形態の三相インバータでは、正側の母線であり第1電極である正側電極40aと、負側の母線であり第3電極である負側電極60aとに、直流電圧Bと、直流電圧Bから印加される直流電圧を平滑化するキャパシタCAPと、直流電圧Bを交流電圧に変換するためのインバータ回路である3つの半導体モジュール10aが並列に接続されている。
<First Embodiment>
Hereinafter, a semiconductor module according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The semiconductor module of 1st Embodiment of this invention is used for the three-phase inverter which converts the direct-current power supplied from the vehicle-mounted battery into a three-phase alternating current, and performs the power conversion for a motor drive, for example. The semiconductor module of this embodiment is used for a three-phase inverter that performs power conversion of a motor that drives wheels of an electric vehicle or a hybrid car. As shown in FIG. 1, for example, in the three-phase inverter according to the present embodiment, a positive electrode 40 a that is a positive bus and a first electrode, and a negative electrode 60 a that is a negative bus and a third electrode. In addition, a DC voltage B, a capacitor CAP that smoothes the DC voltage applied from the DC voltage B, and three semiconductor modules 10a that are inverter circuits for converting the DC voltage B into an AC voltage are connected in parallel. ing.

半導体モジュール10aは、第1半導体素子である上アーム素子20及び第2半導体素子である下アーム素子30を備える。上アーム素子20は、スイッチング素子であるIGBT素子等の第1トランジスタTr1と整流素子である第1ダイオードD1とが積層されることにより接続されている。下アーム素子30は、スイッチング素子であるIGBT素子等の第2トランジスタTr2と整流素子である第2ダイオードD2とが積層されることにより接続されている。   The semiconductor module 10a includes an upper arm element 20 that is a first semiconductor element and a lower arm element 30 that is a second semiconductor element. The upper arm element 20 is connected by stacking a first transistor Tr1 such as an IGBT element that is a switching element and a first diode D1 that is a rectifying element. The lower arm element 30 is connected by stacking a second transistor Tr2 such as an IGBT element that is a switching element and a second diode D2 that is a rectifying element.

上アーム素子20の第1トランジスタTr1のコレクタCは、後述する上アーム素子20の第5面21に接続されている。第1トランジスタTr1のコレクタCは、第5面21を介して正側電極40aに接続されている。下アーム素子30の第2トランジスタTr2のエミッタEは、後述する下アーム素子30の第8面32に接続されている。下アーム素子30のエミッタEは、第8面32を介して負側電極60aに接続されている。   The collector C of the first transistor Tr1 of the upper arm element 20 is connected to a fifth surface 21 of the upper arm element 20 described later. The collector C of the first transistor Tr1 is connected to the positive electrode 40a via the fifth surface 21. The emitter E of the second transistor Tr2 of the lower arm element 30 is connected to an eighth surface 32 of the lower arm element 30 described later. The emitter E of the lower arm element 30 is connected to the negative electrode 60 a through the eighth surface 32.

上アーム素子20の第1トランジスタTr1のエミッタEは、後述する上アーム素子20の第6面22に接続されている。上アーム素子20の第1トランジスタTr1のエミッタEは、第6面22を介して第2電極である出力電極50に接続されている。下アーム素子30の第2トランジスタTr2のコレクタCは、後述する下アーム素子30の第7面31に接続されている。下アーム素子30の第2トランジスタTr2のコレクタCは、第7面31を介して出力電極50に接続されている。3つの半導体モジュール10aの出力電極50は、出力端子50U,50V及び50Wにそれぞれ接続されている。出力端子50U,50V及び50Wは、モータMのU相コイルU、V相コイルV及びW相コイルWにそれぞれ接続されている。   The emitter E of the first transistor Tr1 of the upper arm element 20 is connected to a sixth surface 22 of the upper arm element 20 described later. The emitter E of the first transistor Tr1 of the upper arm element 20 is connected to the output electrode 50, which is the second electrode, via the sixth surface 22. The collector C of the second transistor Tr2 of the lower arm element 30 is connected to a seventh surface 31 of the lower arm element 30 described later. The collector C of the second transistor Tr <b> 2 of the lower arm element 30 is connected to the output electrode 50 via the seventh surface 31. The output electrodes 50 of the three semiconductor modules 10a are connected to output terminals 50U, 50V, and 50W, respectively. The output terminals 50U, 50V and 50W are connected to the U-phase coil U, V-phase coil V and W-phase coil W of the motor M, respectively.

以下、本実施形態の半導体モジュール10aの構成の詳細について説明する。図2に示すように、例えば、本実施形態の半導体モジュール10aは、上アーム素子20、下アーム素子30、正側電極40a、出力電極50、負側電極60a、モールド樹脂70、ハンダ80及び高熱伝導絶縁樹脂シート90を備えている。半導体モジュール10aでは、第1電極である正側電極40a、第2電極である出力電極50及び第3電極である負側電極60aが順次間隔を空けて配置されている。正側電極40aと出力電極50との間には、第1半導体素子である上アーム素子20が配置されている。出力電極50と負側電極60aとの間には、第2半導体素子である下アーム素子30が配置されている。   Hereinafter, details of the configuration of the semiconductor module 10a of the present embodiment will be described. As shown in FIG. 2, for example, the semiconductor module 10a of this embodiment includes an upper arm element 20, a lower arm element 30, a positive electrode 40a, an output electrode 50, a negative electrode 60a, a mold resin 70, solder 80, and high heat. A conductive insulating resin sheet 90 is provided. In the semiconductor module 10a, a positive electrode 40a that is a first electrode, an output electrode 50 that is a second electrode, and a negative electrode 60a that is a third electrode are sequentially arranged with a space therebetween. Between the positive electrode 40a and the output electrode 50, the upper arm element 20 which is a first semiconductor element is disposed. A lower arm element 30 as a second semiconductor element is disposed between the output electrode 50 and the negative electrode 60a.

半導体モジュール10aでは、上アーム素子20、下アーム素子30及び出力電極50が、正側電極40a及び負側電極60aの間で絶縁性を有する樹脂部であるモールド樹脂70により封止されることにより一体となっている。モールド樹脂70は、エポキシ樹脂にSiO等のフィラー材を含む熱硬化性樹脂である。図2及び図3に示すように、正側電極40a、負側電極60aは、図2の紙面に垂直な方向に伸びている。図3に示すように、出力電極50の出力端子50Uは、正側電極40a及び負側電極60aと同じ方向に伸びている。三相インバータの他の半導体モジュール10aの出力端子50V,50Wも出力端子50Uと同様である。 In the semiconductor module 10a, the upper arm element 20, the lower arm element 30, and the output electrode 50 are sealed with a mold resin 70 that is an insulating resin part between the positive side electrode 40a and the negative side electrode 60a. It is united. The mold resin 70 is a thermosetting resin containing a filler material such as SiO 2 in an epoxy resin. As shown in FIGS. 2 and 3, the positive electrode 40a and the negative electrode 60a extend in a direction perpendicular to the paper surface of FIG. As shown in FIG. 3, the output terminal 50U of the output electrode 50 extends in the same direction as the positive electrode 40a and the negative electrode 60a. The output terminals 50V and 50W of the other semiconductor module 10a of the three-phase inverter are the same as the output terminal 50U.

第1電極である正側電極40aは、平板状の形状を有する金属板である。正側電極40aとして、Cu、Ni、Al等の金属板、あるいは、これらの金属板の表面にAg、Au等のめっき処理を施したものを用いることができる。正側電極40aは、第1接続領域43、第1対向領域44及び段差領域41sを含む第1面41を有している。正側電極40aは、第1面41の反対側に樹脂部であるモールド樹脂70から露出した第9面42を有している。第1面41は、第1接続領域43及び第1対向領域44の間に段差領域41sを含む。第1接続領域43及び第1対向領域44は互いに重複しない。段差領域41sにより、正側電極40aの第1面41及び後述する出力電極50の第2面53が互いに対向する対向方向Dにおいて、第1接続領域43と第9面42との距離は、第1対向領域44と第9面42との距離に比べて長い。   The positive electrode 40a that is the first electrode is a metal plate having a flat plate shape. As the positive electrode 40a, a metal plate made of Cu, Ni, Al or the like, or a plate obtained by plating the surface of these metal plates with Ag, Au or the like can be used. The positive electrode 40a has a first surface 41 including a first connection region 43, a first opposing region 44, and a step region 41s. The positive electrode 40 a has a ninth surface 42 exposed from the mold resin 70, which is a resin portion, on the opposite side of the first surface 41. The first surface 41 includes a step region 41 s between the first connection region 43 and the first facing region 44. The first connection region 43 and the first counter region 44 do not overlap each other. In the facing direction D in which the first surface 41 of the positive electrode 40a and the second surface 53 of the output electrode 50 described later face each other due to the step region 41s, the distance between the first connection region 43 and the ninth surface 42 is It is longer than the distance between the one facing region 44 and the ninth surface 42.

上述したように、第1半導体素子である上アーム素子20は、第1トランジスタTr1及び第1ダイオードD1を有する。上アーム素子20は、第5面21及び第5面21の反対側の第6面22を有する。第5面21は、第1トランジスタTr1のコレクタC及び第1ダイオードD1のカソードが接続されている。第6面22は、第1トランジスタTr1のエミッタE及び第1ダイオードD1のアノードが接続されている。上アーム素子20の第5面21は、ハンダ80を介して正側電極40aの第1接続領域43に接続されている。これにより、正側電極40aに、第1トランジスタTr1のコレクタC及び第1ダイオードD1のカソードが接続されている。   As described above, the upper arm element 20 that is the first semiconductor element includes the first transistor Tr1 and the first diode D1. The upper arm element 20 has a fifth surface 21 and a sixth surface 22 opposite to the fifth surface 21. The fifth surface 21 is connected to the collector C of the first transistor Tr1 and the cathode of the first diode D1. The sixth surface 22 is connected to the emitter E of the first transistor Tr1 and the anode of the first diode D1. The fifth surface 21 of the upper arm element 20 is connected to the first connection region 43 of the positive electrode 40a through the solder 80. Thus, the collector C of the first transistor Tr1 and the cathode of the first diode D1 are connected to the positive electrode 40a.

第2電極である出力電極50は、板状の形状をそれぞれ有する金属板である上アーム部51、下アーム部52及び接続部59を有する。出力電極50として、Cu、Ni、Al等の金属板、あるいは、これらの金属板の表面にAg、Au等のめっき処理を施したものを用いることができる。出力電極50は、上アーム部51及び下アーム部52は、接続部59の接続面59cで接続されることにより一体になっている。出力電極50は、正側電極40aの側の第2面53及び第2面53の反対側の第3面54を有する。正側電極40aの第1面41と出力電極50の第2面53との間には、絶縁性を有するモールド樹脂70が設けられている。第2面53は、上アーム素子20の第6面22に接続された第2接続領域55及び正側電極40aの第1対向領域44に対向する第2対向領域56を含む。第3面54は、第2対向領域56の反対側に位置すると共に下アーム素子30の第7面31に接続された第3接続領域57及び第2接続領域55の反対側の第3対向領域58を含む。   The output electrode 50 that is the second electrode includes an upper arm portion 51, a lower arm portion 52, and a connection portion 59 that are metal plates each having a plate shape. As the output electrode 50, a metal plate such as Cu, Ni, Al or the like, or a surface of these metal plates subjected to plating treatment such as Ag or Au can be used. As for the output electrode 50, the upper arm part 51 and the lower arm part 52 are united by connecting with the connection surface 59c of the connection part 59. As shown in FIG. The output electrode 50 has a second surface 53 on the positive electrode 40 a side and a third surface 54 on the opposite side of the second surface 53. Between the first surface 41 of the positive electrode 40a and the second surface 53 of the output electrode 50, an insulating mold resin 70 is provided. The second surface 53 includes a second connection region 55 connected to the sixth surface 22 of the upper arm element 20 and a second facing region 56 facing the first facing region 44 of the positive electrode 40a. The third surface 54 is located on the opposite side of the second opposing region 56 and is connected to the seventh surface 31 of the lower arm element 30 and the third opposing region on the opposite side of the second connecting region 55. 58.

第1部である上アーム部51は、正側電極40aよりも負側電極60aに近い側に位置している。上アーム部51は、第2面53の側に第2接続領域55を含み、第3面54の側に第3対向領域58を含む。このため、第2接続領域55の反対側に第3対向領域58が位置する。第2部である下アーム部52は、負側電極60aよりも正側電極40aに近い側に位置している。下アーム部52は、第2面53の側に第2対向領域56を含み、第3面54の側に第3接続領域57を含む。このため、第2対向領域56の反対側に第3接続領域57が位置する。   The upper arm 51, which is the first part, is located closer to the negative electrode 60a than the positive electrode 40a. The upper arm portion 51 includes a second connection region 55 on the second surface 53 side, and includes a third facing region 58 on the third surface 54 side. For this reason, the third facing region 58 is located on the opposite side of the second connection region 55. The lower arm portion 52, which is the second portion, is located closer to the positive electrode 40a than the negative electrode 60a. The lower arm portion 52 includes a second facing region 56 on the second surface 53 side, and includes a third connection region 57 on the third surface 54 side. For this reason, the third connection region 57 is located on the opposite side of the second facing region 56.

接続部59は、負側電極60aの側に位置する上アーム部51と、正側電極40aの側に位置する下アーム部52とを接続する。接続部59は、第3面54の側に屈曲して負側電極60aの側の上アーム部51に至る屈曲部51bを含む、接続部59は、第2面の側に屈曲して正側電極40aの側の下アーム部52に至る屈曲部52bを含む。屈曲部51b及び屈曲部52bは接続面59cで溶接により接続されている。屈曲部51b及び屈曲部52bは接続面59cで接着により接続されていても良い。屈曲部51b及び屈曲部52bによって、接続部59は、段差をなすように上アーム部51と下アーム部52とを接続する。なお、本実施形態では、接続部59は、結果として、段差をなすように上アーム部51と下アーム部52とを接続するものであれば、初めから上アーム部51と下アーム部52と一体化された部材であってもよい。また、接続部59は、結果として、段差をなすように上アーム部51と下アーム部52とを接続するものであれば、どのような形状のものでもよい。   The connection part 59 connects the upper arm part 51 located on the negative electrode 60a side and the lower arm part 52 located on the positive electrode 40a side. The connecting portion 59 includes a bent portion 51b bent to the third surface 54 side and reaching the upper arm portion 51 on the negative electrode 60a side. The connecting portion 59 is bent to the second surface side and positive. A bent portion 52b reaching the lower arm portion 52 on the electrode 40a side is included. The bent portion 51b and the bent portion 52b are connected by welding at the connection surface 59c. The bent portion 51b and the bent portion 52b may be connected by bonding at the connection surface 59c. By the bent portion 51b and the bent portion 52b, the connecting portion 59 connects the upper arm portion 51 and the lower arm portion 52 so as to form a step. In the present embodiment, as a result, if the connecting portion 59 connects the upper arm portion 51 and the lower arm portion 52 so as to form a step, the upper arm portion 51 and the lower arm portion 52 from the beginning. An integrated member may be used. As a result, the connecting portion 59 may have any shape as long as it connects the upper arm portion 51 and the lower arm portion 52 so as to form a step.

上アーム部51の第2接続領域55は、ハンダ80を介して上アーム素子20の第6面22に接続されている。これにより、出力電極50に、第1トランジスタTr1のエミッタE及び第1ダイオードD1のアノードが接続されている。下アーム部52の第2対向領域56は、正側電極40aの第1対向領域44と対向方向Dに沿って互いに対向する。絶縁部である高熱伝導絶縁樹脂シート90が、正側電極40aの第1対向領域44と出力電極50の下アーム部52の第2対向領域56とに接するように配置されている。高熱伝導絶縁樹脂シート90は、第1対向領域44と第2対向領域56との間を絶縁する。   The second connection region 55 of the upper arm portion 51 is connected to the sixth surface 22 of the upper arm element 20 via the solder 80. Thus, the emitter E of the first transistor Tr1 and the anode of the first diode D1 are connected to the output electrode 50. The second opposing region 56 of the lower arm portion 52 opposes the first opposing region 44 of the positive electrode 40a along the opposing direction D. A high thermal conductive insulating resin sheet 90 that is an insulating portion is disposed so as to contact the first opposing region 44 of the positive electrode 40 a and the second opposing region 56 of the lower arm portion 52 of the output electrode 50. The high thermal conductive insulating resin sheet 90 insulates between the first facing region 44 and the second facing region 56.

高熱伝導絶縁樹脂シート90は、モールド樹脂70よりも熱伝導率が高い。高熱伝導絶縁樹脂シート90は、対向方向Dでの厚さが全面で均一である。なお、高熱伝導絶縁樹脂シート90の樹脂中に一般にモールド樹脂70に含まれるSiO等のフィラー材よりも高熱伝導のAl、BN又はAlN等の高放熱フィラー材を混在させておくことにより、さらに放熱性を高めることができる。高熱伝導絶縁樹脂シート90は、例えば、ポッティング等の技術により、配置することができる。 The high thermal conductive insulating resin sheet 90 has a higher thermal conductivity than the mold resin 70. The high thermal conductive insulating resin sheet 90 has a uniform thickness in the opposing direction D over the entire surface. It should be noted that a high heat-dissipating filler material such as Al 2 O 3 , BN, or AlN that has a higher heat conductivity than the filler material such as SiO 2 that is generally included in the mold resin 70 is mixed in the resin of the high heat-conductive insulating resin sheet 90. Therefore, heat dissipation can be further improved. The high thermal conductive insulating resin sheet 90 can be disposed by a technique such as potting.

上述したように、第2半導体素子である下アーム素子30は、第2トランジスタTr2及び第2ダイオードD2を有する。下アーム素子30は、第7面31及び第7面31の反対側の第8面32を有する。第7面31は、第2トランジスタTr2のコレクタC及び第2ダイオードD2のカソードが接続されている。第8面32は、第2トランジスタTr2のエミッタE及び第2ダイオードD2のアノードが接続されている。下アーム素子30の第7面31は、ハンダ80を介して出力電極50の下アーム部52の第3接続領域57に接続されている。これにより、出力電極50に、第2トランジスタTr2のコレクタC及び第2ダイオードD2のカソードが接続されている。   As described above, the lower arm element 30 that is the second semiconductor element includes the second transistor Tr2 and the second diode D2. The lower arm element 30 has a seventh surface 31 and an eighth surface 32 opposite to the seventh surface 31. The seventh surface 31 is connected to the collector C of the second transistor Tr2 and the cathode of the second diode D2. The eighth surface 32 is connected to the emitter E of the second transistor Tr2 and the anode of the second diode D2. The seventh surface 31 of the lower arm element 30 is connected to the third connection region 57 of the lower arm portion 52 of the output electrode 50 via the solder 80. Thus, the collector C of the second transistor Tr2 and the cathode of the second diode D2 are connected to the output electrode 50.

第3電極である負側電極60aは、平板状の形状を有する金属板である。負側電極60aとして、Cu、Ni、Al等の金属板、あるいは、これらの金属板の表面にAg、Au等のめっき処理を施したものを用いることができる。負側電極60aは、第4接続領域63、第4対向領域64及び段差領域61sを含む第4面61を有している。出力電極50の第3面54と負側電極60aの第4面61との間には、絶縁性のモールド樹脂70が設けられている。負側電極60aは、第4面61の反対側にモールド樹脂70から露出した第10面62を有している。第4面61は、第4接続領域63及び第4対向領域64の間に段差領域61sを含む。段差領域61sにより、対向方向Dにおいて、第4接続領域63と第10面62との距離は、第4対向領域64と第10面62との距離に比べて長い。   The negative electrode 60a as the third electrode is a metal plate having a flat plate shape. As the negative electrode 60a, a metal plate made of Cu, Ni, Al or the like, or a plate obtained by performing a plating treatment of Ag, Au or the like on the surface of these metal plates can be used. The negative electrode 60a has a fourth surface 61 including a fourth connection region 63, a fourth counter region 64, and a step region 61s. An insulating mold resin 70 is provided between the third surface 54 of the output electrode 50 and the fourth surface 61 of the negative electrode 60a. The negative electrode 60 a has a tenth surface 62 exposed from the mold resin 70 on the opposite side of the fourth surface 61. The fourth surface 61 includes a step region 61 s between the fourth connection region 63 and the fourth counter region 64. Due to the step region 61 s, the distance between the fourth connection region 63 and the tenth surface 62 in the facing direction D is longer than the distance between the fourth facing region 64 and the tenth surface 62.

負側電極60aの第4接続領域63は、ハンダ80を介して下アーム素子30の第8面32に接続されている。これにより、負側電極60aに、第2トランジスタTr2のエミッタE及び第2ダイオードD2のアノードが接続されている。したがって、上アーム素子20と下アーム素子30とは、それぞれのコレクタC及びエミッタEが同じ方向を向くように配置されている。   The fourth connection region 63 of the negative electrode 60 a is connected to the eighth surface 32 of the lower arm element 30 via the solder 80. Thereby, the emitter E of the second transistor Tr2 and the anode of the second diode D2 are connected to the negative electrode 60a. Therefore, the upper arm element 20 and the lower arm element 30 are arranged so that the collectors C and emitters E thereof face the same direction.

負側電極60aの第4対向領域64は、出力電極50の上アーム部51の第3対向領域58と対向方向Dに沿って互いに対向する。高熱伝導絶縁樹脂シート90が、負側電極60aの第4対向領域64と出力電極50の上アーム部51の第3対向領域58とに接するように配置されている。高熱伝導絶縁樹脂シート90は、第3対向領域58と第4対向領域64との間を絶縁する。   The fourth opposing region 64 of the negative electrode 60 a faces the third opposing region 58 of the upper arm portion 51 of the output electrode 50 along the opposing direction D. The high thermal conductive insulating resin sheet 90 is disposed so as to contact the fourth opposing region 64 of the negative electrode 60 a and the third opposing region 58 of the upper arm portion 51 of the output electrode 50. The high thermal conductive insulating resin sheet 90 insulates between the third opposing region 58 and the fourth opposing region 64.

上述したように、出力電極50の接続部59は、負側電極60aの側に位置する上アーム部51と、正側電極40aの側に位置する下アーム部52とを段差をなすように接続する。このため、正側電極40aの第1接続領域43と出力電極50の第3接続領域57とは、ほぼ同一平面上に位置する。したがって、正側電極40aの第1面41及び出力電極50の第2面53が互いに対向する対向方向Dにおいて、正側電極40aの第1接続領域43と出力電極50の第3接続領域57との距離dは、正側電極40aの第1接続領域43と出力電極50の第3対向領域58との距離dよりも短い。 As described above, the connection portion 59 of the output electrode 50 connects the upper arm portion 51 located on the negative electrode 60a side and the lower arm portion 52 located on the positive electrode 40a side so as to form a step. To do. For this reason, the first connection region 43 of the positive electrode 40a and the third connection region 57 of the output electrode 50 are located on substantially the same plane. Therefore, in the facing direction D in which the first surface 41 of the positive electrode 40a and the second surface 53 of the output electrode 50 face each other, the first connection region 43 of the positive electrode 40a and the third connection region 57 of the output electrode 50 The distance d 1 is shorter than the distance d 2 between the first connection region 43 of the positive electrode 40 a and the third facing region 58 of the output electrode 50.

同様に、負側電極60aの第4接続領域63と出力電極50の第2接続領域55とは、ほぼ同一平面上に位置する。したがって、対向方向Dにおいて、負側電極60aの第4接続領域63と出力電極50の第2接続領域55との距離は、負側電極60aの第4接続領域63と出力電極50の第2対向領域56との距離よりも短い。   Similarly, the fourth connection region 63 of the negative electrode 60a and the second connection region 55 of the output electrode 50 are located on substantially the same plane. Therefore, in the facing direction D, the distance between the fourth connection region 63 of the negative electrode 60a and the second connection region 55 of the output electrode 50 is the second facing of the fourth connection region 63 of the negative electrode 60a and the output electrode 50. The distance from the region 56 is shorter.

図2及び図3の対向方向Dに直交する方向において、正側電極40aの幅と負側電極60aの幅とは同一である。したがって、図2及び図3の紙面に水平な方向において、正側電極40aの第1面41の全範囲が、負側電極60aの第4面61の全範囲と対向している。   2 and 3, the width of the positive electrode 40a and the width of the negative electrode 60a are the same. Therefore, the entire range of the first surface 41 of the positive electrode 40a is opposed to the entire range of the fourth surface 61 of the negative electrode 60a in the direction horizontal to the paper surface of FIGS.

本実施形態では、出力電極50の接続部59は、負側電極60aの側に位置する上アーム部51と、正側電極40aの側に位置する下アーム部52とを段差をなすように接続する。このため、正側電極40aと負側電極60aとの間に出力電極50が配置されているにも関わらず、当該段差によって得られたスペースに上アーム素子20及び下アーム素子30が配置されるため、正側電極40aと負側電極60aとの間の距離を短くすることができる。よって、正側電極40a及び負側電極60aに電流が互いに反対方向に流れる際に、正側電極40a及び負側電極60aそれぞれの電流の磁界が互いに相殺される効果がより多くなる。したがって、インダクタンスをさらに低減することができる。また、正側電極40aと負側電極60aとの間の距離を短くすることができるため、半導体モジュール10aをより小型化することができる。   In the present embodiment, the connection part 59 of the output electrode 50 connects the upper arm part 51 located on the negative electrode 60a side and the lower arm part 52 located on the positive electrode 40a side so as to form a step. To do. For this reason, although the output electrode 50 is disposed between the positive electrode 40a and the negative electrode 60a, the upper arm element 20 and the lower arm element 30 are disposed in the space obtained by the step. Therefore, the distance between the positive electrode 40a and the negative electrode 60a can be shortened. Therefore, when current flows in the opposite direction to the positive electrode 40a and the negative electrode 60a, the effects of canceling out the magnetic fields of the currents of the positive electrode 40a and the negative electrode 60a are increased. Therefore, the inductance can be further reduced. In addition, since the distance between the positive electrode 40a and the negative electrode 60a can be shortened, the semiconductor module 10a can be further downsized.

他の素子を介した放熱経路を有する半導体モジュールは、放熱する素子が放熱面から遠くなり、熱抵抗が大きい。また、放熱する素子に互いに熱的干渉が生じ、放熱性が悪い。一方、本実施形態では、上アーム素子20のコレクタCの側は、正側電極40aを介した放熱経路を有する。上アーム素子20のエミッタEの側は、出力電極50、高熱伝導絶縁樹脂シート90及び負側電極60aを介した放熱経路を有する。同様に、下アーム素子30のエミッタEの側は、負側電極60aを介した放熱経路を有する。下アーム素子30のコレクタCの側は、出力電極50、高熱伝導絶縁樹脂シート90及び正側電極40aを介した放熱経路を有する。したがって、上アーム素子20及び下アーム素子30のいずれも、他の素子を介さない放熱経路を有する。また、モールド樹脂70から露出した正側電極40aの第9面42及び負側電極60aの第10面62の両面から効率良く放熱させることができる。このため、放熱性を向上させることができる。   In a semiconductor module having a heat dissipation path through another element, the heat dissipation element is far from the heat dissipation surface, and the thermal resistance is large. Further, thermal interference occurs between the elements that dissipate heat, resulting in poor heat dissipation. On the other hand, in the present embodiment, the collector C side of the upper arm element 20 has a heat dissipation path via the positive electrode 40a. The emitter E side of the upper arm element 20 has a heat dissipation path through the output electrode 50, the high thermal conductive insulating resin sheet 90, and the negative electrode 60a. Similarly, the emitter E side of the lower arm element 30 has a heat dissipation path through the negative electrode 60a. The collector C side of the lower arm element 30 has a heat radiation path through the output electrode 50, the high thermal conductive insulating resin sheet 90, and the positive electrode 40a. Therefore, both the upper arm element 20 and the lower arm element 30 have a heat dissipation path that does not pass through other elements. Further, heat can be efficiently radiated from both the ninth surface 42 of the positive electrode 40a and the tenth surface 62 of the negative electrode 60a exposed from the mold resin 70. For this reason, heat dissipation can be improved.

モールド樹脂の一つの外面から隣接する電極がそれぞれ露出している場合は、マイグレーションへの耐性が低くなり、モールド樹脂の外面を介しての沿面放電のリスクがある。このため、電極間の距離が必要となる。一方、本実施形態では、正側電極40aの第9面42及び負側電極60aの第10面62がそれぞれ一つずつモールド樹脂70から露出している。そのため、マイグレーションへの耐性を向上させることができる。また、モールド樹脂70の外面を介しての沿面放電のリスクを低減することができる。このため、電極間の距離が不要となる。半導体モジュール10aを小型にすることができる。   When adjacent electrodes are exposed from one outer surface of the mold resin, the resistance to migration is lowered, and there is a risk of creeping discharge through the outer surface of the mold resin. For this reason, the distance between electrodes is required. On the other hand, in the present embodiment, the ninth surface 42 of the positive electrode 40a and the tenth surface 62 of the negative electrode 60a are each exposed from the mold resin 70 one by one. Therefore, resistance to migration can be improved. Further, the risk of creeping discharge through the outer surface of the mold resin 70 can be reduced. For this reason, the distance between electrodes becomes unnecessary. The semiconductor module 10a can be reduced in size.

また、本実施形態では、互いに対向する正側電極40a及び負側電極60aの面積を拡大させることができる。このため、正側電極40a及び負側電極60aそれぞれの電流の磁界が互いに相殺される効果がより多くなる。したがって、インダクタンスをより低減することができる。そのため、例えば、本実施形態の半導体モジュール10aをハイブリッドカーに適用した場合には、燃費を向上させることができる。   Moreover, in this embodiment, the area of the positive side electrode 40a and the negative side electrode 60a which oppose each other can be expanded. For this reason, the effect that the magnetic fields of the currents of the positive electrode 40a and the negative electrode 60a cancel each other is increased. Therefore, the inductance can be further reduced. Therefore, for example, when the semiconductor module 10a of this embodiment is applied to a hybrid car, fuel efficiency can be improved.

また、2つのIGBTのコレクタとエミッタとが互いに異なる方向に反転されて配置されていると、IGBTの接合箇所それぞれの位置が、コレクタの側とエミッタの側とで異なる。そのため、半導体モジュールの製造において、ハンダ接合の箇所のボイド検査をする場合は、ハンダ接合の箇所ごとに焦点を定めて検査を行わなければならない。そのため、検査時間が長くなり、生産性の低下をもたらす。一方、本実施形態では、上アーム素子20と下アーム素子30とは、それぞれのコレクタC及びエミッタEが同じ方向を向くように配置されている。したがって、検査時間を短縮でき、生産性を向上させることができる。   Further, if the collector and emitter of the two IGBTs are inverted and arranged in different directions, the positions of the IGBT junctions differ between the collector side and the emitter side. Therefore, in the manufacture of a semiconductor module, when a void inspection is performed at a solder joint location, the inspection must be performed with a focus on each solder joint location. As a result, the inspection time becomes longer and the productivity is lowered. On the other hand, in the present embodiment, the upper arm element 20 and the lower arm element 30 are arranged such that their collectors C and emitters E face the same direction. Therefore, inspection time can be shortened and productivity can be improved.

〈第2実施形態〉
例えば、図4に示す本発明の第2実施形態の半導体モジュール10bの第1電極である正側電極40bは、第1接着部45、第2接着部46及び電極間ハンダ47を有する。第1接着部45は、上アーム素子20の第5面21が接続される第1接続領域43及び第1接続領域43の反対側の第1接着領域48を有する。第2接着部46は、出力電極50の第2対向領域56が対向する第1対向領域44及び第1接着部45の第1接着領域48と対向する第2接着領域49を有する。接着層である電極間ハンダ47は、第1接着部45の第1接着領域48と第2接着部46の第2接着領域49とを対向方向Dに接着する。また、電極間ハンダ47は導電性を有する。電極間ハンダ47は、対向方向Dに任意の厚さを有する。
Second Embodiment
For example, the positive electrode 40b that is the first electrode of the semiconductor module 10b according to the second embodiment of the present invention shown in FIG. 4 includes a first adhesive portion 45, a second adhesive portion 46, and an interelectrode solder 47. The first bonding portion 45 includes a first connection region 43 to which the fifth surface 21 of the upper arm element 20 is connected and a first bonding region 48 on the opposite side of the first connection region 43. The second adhesive portion 46 includes a first opposing region 44 that faces the second opposing region 56 of the output electrode 50 and a second adhesive region 49 that faces the first adhesive region 48 of the first adhesive portion 45. The inter-electrode solder 47 as an adhesive layer bonds the first adhesive region 48 of the first adhesive portion 45 and the second adhesive region 49 of the second adhesive portion 46 in the facing direction D. Further, the interelectrode solder 47 has conductivity. The interelectrode solder 47 has an arbitrary thickness in the facing direction D.

同様に、第3電極である負側電極60bは、第1接着部65、第2接着部66及び電極間ハンダ67を有する。第1接着部65は、下アーム素子30の第8面32が接続される第4接続領域63及び第4接続領域63の反対側の第1接着領域68を有する。第2接着部66は、出力電極50の第3対向領域58が対向する第4対向領域64及び第1接着部65の第1接着領域68と対向する第2接着領域69を有する。接着層である電極間ハンダ67は、第1接着部65の第1接着領域68と第2接着部66の第2接着領域69とを対向方向Dに接着する。また、電極間ハンダ67は導電性を有する。電極間ハンダ67は、対向方向Dに任意の厚さを有する。   Similarly, the negative electrode 60 b that is the third electrode includes a first adhesive portion 65, a second adhesive portion 66, and an interelectrode solder 67. The first bonding portion 65 has a fourth connection region 63 to which the eighth surface 32 of the lower arm element 30 is connected and a first bonding region 68 on the opposite side of the fourth connection region 63. The second adhesive portion 66 includes a fourth opposing region 64 that faces the third opposing region 58 of the output electrode 50 and a second adhesive region 69 that faces the first adhesive region 68 of the first adhesive portion 65. The inter-electrode solder 67 as an adhesive layer bonds the first adhesive region 68 of the first adhesive portion 65 and the second adhesive region 69 of the second adhesive portion 66 in the facing direction D. Further, the interelectrode solder 67 has conductivity. The interelectrode solder 67 has an arbitrary thickness in the facing direction D.

本実施形態では、第1接着領域48と第2接着領域49とが電極間ハンダ47により接続されるため、第1接続領域43と第1対向領域44との対向方向Dの距離を調整可能となる。また、第1接着領域68と第2接着領域69とが電極間ハンダ67により接続されるため、第4接続領域63と第4対向領域64との対向方向Dの距離を調整可能となる。したがって、容易に製造することができる。   In the present embodiment, since the first adhesion region 48 and the second adhesion region 49 are connected by the interelectrode solder 47, the distance in the facing direction D between the first connection region 43 and the first facing region 44 can be adjusted. Become. Further, since the first adhesive region 68 and the second adhesive region 69 are connected by the inter-electrode solder 67, the distance in the opposing direction D between the fourth connecting region 63 and the fourth opposing region 64 can be adjusted. Therefore, it can be manufactured easily.

すなわち、本実施形態では、電極間ハンダ47及び電極間ハンダ67により、正側電極40b、上アーム素子20、出力電極50、下アーム素子30及び負側電極60bを接続するハンダ80の厚さのばらつきを吸収することができる。そのため、例えば、モータMが回転不能となったとき等に生じる発熱のばらつきを低減することができる。また、半導体モジュール10bの製造時に電極をリードフレームとして用いる場合は、一様の厚さのリードフレームを用いることができるため、製造が容易となる。また、半導体モジュール10bを構成する部品の厚みの自由度が増える。また、第2接着部46,66の厚さの自由度が増えるため、放熱板となる第2接着部46,66の厚さの最適化をより図ることができる。   That is, in the present embodiment, the thickness of the solder 80 that connects the positive electrode 40b, the upper arm element 20, the output electrode 50, the lower arm element 30, and the negative electrode 60b by the interelectrode solder 47 and the interelectrode solder 67. Variations can be absorbed. Therefore, for example, variation in heat generation that occurs when the motor M cannot rotate can be reduced. In addition, when the electrode is used as a lead frame when the semiconductor module 10b is manufactured, the lead frame having a uniform thickness can be used, which facilitates the manufacture. Moreover, the freedom degree of the thickness of the components which comprise the semiconductor module 10b increases. Moreover, since the freedom degree of the thickness of the 2nd adhesion parts 46 and 66 increases, the optimization of the thickness of the 2nd adhesion parts 46 and 66 used as a heat sink can be aimed at more.

〈第3実施形態〉
例えば、図5に示す本発明の第3実施形態の半導体モジュール10cでは、上記第1実施形態における高熱伝導絶縁樹脂シート90が、高い熱伝導性を有する液状の樹脂である高熱伝導液状樹脂110に替えられている。高熱伝導液状樹脂110は、ポッティング等により配置される高熱伝導絶縁樹脂シート90と同様に、SiOのフィラー材以外に、Al、BN又はAlN等の高放熱フィラー材を混在させた樹脂である。モールド樹脂70による封止がなされる前に、高熱伝導液状樹脂110が正側電極40aと出力電極50との間及び負側電極60aと出力電極50との間に塗布される。高熱伝導液状樹脂110の硬化条件は、モールド樹脂70が硬化させられるときに同時に硬化される条件に設定される。本実施形態では、正側電極40aと出力電極50との間及び負側電極60aと出力電極50との間が液状の高熱伝導液状樹脂110により絶縁されている。このため、半導体モジュール10cの製造時に、正側電極40a、上アーム素子20、出力電極50、下アーム素子30及び負側電極60aを接続するハンダ80の厚さのばらつきを吸収することができる。したがって、半導体モジュール10cをより製造し易くすることができる。
<Third Embodiment>
For example, in the semiconductor module 10c of the third embodiment of the present invention shown in FIG. 5, the high thermal conductivity insulating resin sheet 90 in the first embodiment is replaced with the high thermal conductivity liquid resin 110 which is a liquid resin having high thermal conductivity. It has been replaced. Like the high thermal conductive insulating resin sheet 90 disposed by potting or the like, the high thermal conductive liquid resin 110 is a resin in which a high heat dissipation filler material such as Al 2 O 3 , BN or AlN is mixed in addition to the SiO 2 filler material. It is. Before sealing with the mold resin 70, the high thermal conductive liquid resin 110 is applied between the positive electrode 40a and the output electrode 50 and between the negative electrode 60a and the output electrode 50. The curing condition of the high thermal conductive liquid resin 110 is set to a condition that is cured simultaneously when the mold resin 70 is cured. In the present embodiment, the positive electrode 40a and the output electrode 50 and the negative electrode 60a and the output electrode 50 are insulated from each other by the liquid high thermal conductive liquid resin 110. For this reason, when manufacturing the semiconductor module 10c, it is possible to absorb variations in the thickness of the solder 80 that connects the positive side electrode 40a, the upper arm element 20, the output electrode 50, the lower arm element 30, and the negative side electrode 60a. Therefore, the semiconductor module 10c can be more easily manufactured.

〈第4実施形態〉
例えば、図6に示す本発明の第4実施形態の半導体モジュール10dでは、上記第1実施形態における高熱伝導絶縁樹脂シート90が取り除かれ、正側電極40aと出力電極50との間及び負側電極60aと出力電極50との間は、モールド樹脂70により絶縁されている。本実施形態では、モールド樹脂70は、高熱伝導性を有する樹脂とすることができる。具体的には、モールド樹脂70として、一般にモールド樹脂70に含まれるSiO等のフィラー材よりも高熱伝導のAl、BN又はAlN等の高放熱フィラー材がエポキシ樹脂に混入されている熱硬化性樹脂を用いることができる。
<Fourth embodiment>
For example, in the semiconductor module 10d of the fourth embodiment of the present invention shown in FIG. 6, the high thermal conductive insulating resin sheet 90 in the first embodiment is removed, and the negative electrode is provided between the positive electrode 40a and the output electrode 50. 60a and the output electrode 50 are insulated by the mold resin 70. In the present embodiment, the mold resin 70 can be a resin having high thermal conductivity. Specifically, as the mold resin 70, a high heat dissipation filler material such as Al 2 O 3 , BN, or AlN having a higher thermal conductivity than a filler material such as SiO 2 generally included in the mold resin 70 is mixed in the epoxy resin. A thermosetting resin can be used.

本実施形態では、正側電極40aと出力電極50との間及び負側電極60aと出力電極50との間は、高熱伝導絶縁樹脂シート90が無く、モールド樹脂70により絶縁されている。このため、部品数を少なくして、製造コストを低減することができる。また。正側電極40aと出力電極50との間及び負側電極60aと出力電極50との間はモールド樹脂70により絶縁されるため、半導体モジュール10dの製造時に、正側電極40a、上アーム素子20、出力電極50、下アーム素子30及び負側電極60aを接続するハンダ80の厚さのばらつきを吸収することができる。したがって、半導体モジュール10dをより製造し易くすることができる。   In the present embodiment, the high-side conductive insulating resin sheet 90 is not provided between the positive electrode 40 a and the output electrode 50 and between the negative electrode 60 a and the output electrode 50, and is insulated by the mold resin 70. For this reason, the number of parts can be reduced and the manufacturing cost can be reduced. Also. Since the positive electrode 40a and the output electrode 50 and the negative electrode 60a and the output electrode 50 are insulated by the mold resin 70, the positive electrode 40a, the upper arm element 20, Variations in the thickness of the solder 80 connecting the output electrode 50, the lower arm element 30, and the negative electrode 60a can be absorbed. Therefore, the semiconductor module 10d can be more easily manufactured.

尚、本発明の実施形態の半導体モジュールは、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の実施形態の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、以上の説明では、図1の一対の上アーム素子20及び下アーム素子30が1個の半導体モジュール10aの内に備えられている態様を中心に説明した。しかし、本発明の実施形態に示す半導体モジュール10a〜10dは、例えば、三対の上アーム素子20及び下アーム素子30が1個の半導体モジュールの内に備えられている態様とすることができる。   The semiconductor module according to the embodiment of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various changes can be made without departing from the scope of the embodiment of the present invention. For example, in the above description, the description has focused on an aspect in which the pair of upper arm element 20 and lower arm element 30 in FIG. 1 are provided in one semiconductor module 10a. However, the semiconductor modules 10a to 10d shown in the embodiments of the present invention can be configured such that, for example, three pairs of the upper arm element 20 and the lower arm element 30 are provided in one semiconductor module.

また、上記実施形態では、正側電極40a,40b、上アーム部51、下アーム部52及び負側電極60a,60bが平板状の形状を有し、第1面41、第2面53、第3面54、第4面61、第5面21、第6面22、第7面31、第8面32、第9面42及び第10面62が平面である態様を中心に説明した。しかし、本実施形態では、正側電極40a,40b、上アーム部51、下アーム部52及び負側電極60a,60bが平板以外の形状を有し、第1面41、第2面53、第3面54、第4面61、第5面21、第6面22、第7面31、第8面32、第9面42及び第10面62が曲面であることもできる。   In the above embodiment, the positive side electrodes 40a and 40b, the upper arm portion 51, the lower arm portion 52, and the negative side electrodes 60a and 60b have a flat plate shape, and the first surface 41, the second surface 53, The third surface 54, the fourth surface 61, the fifth surface 21, the sixth surface 22, the seventh surface 31, the eighth surface 32, the ninth surface 42, and the tenth surface 62 have been mainly described. However, in this embodiment, the positive side electrodes 40a and 40b, the upper arm part 51, the lower arm part 52, and the negative side electrodes 60a and 60b have shapes other than flat plates, and the first surface 41, the second surface 53, The third surface 54, the fourth surface 61, the fifth surface 21, the sixth surface 22, the seventh surface 31, the eighth surface 32, the ninth surface 42, and the tenth surface 62 may be curved surfaces.

10a〜10d…半導体モジュール、20…上アーム素子、21…第5面、22…第6面、30…下アーム素子、31…第7面、32…第8面、40a,40b…正側電極、41…第1面、41s…段差領域、42…第9面、43…第1接続領域、44…第1対向領域、45…第1接着部、46…第2接着部、47…電極間ハンダ、48…第1接着領域、49…第2接着領域、50…出力電極、50U,50V,50W…出力端子、51…上アーム部、51b…屈曲部、52…下アーム部、52b…屈曲部、53…第2面、54…第3面、55…第2接続領域、56…第2対向領域、57…第3接続領域、58…第3対向領域、59…接続部、59c…接続面、60a,60b…負側電極、61…第4面、61s…段差領域、62…第10面、63…第4接続領域、64…第4対向領域、65…第1接着部、66…第2接着部、67…電極間ハンダ、68…第1接着領域、69…第2接着領域、70…モールド樹脂、80…ハンダ、90…高熱伝導絶縁樹脂シート、110…高熱伝導液状樹脂、Tr1…第1トランジスタ、Tr2…第2トランジスタ、D1…第1ダイオード、D2…第2ダイオード、E…エミッタ、C…コレクタ、B…直流電圧、CAP…キャパシタ、M…モータ、U…U相コイル、V…V相コイル、W…W相コイル、D…対向方向、d,d…距離。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10a-10d ... Semiconductor module, 20 ... Upper arm element, 21 ... 5th surface, 22 ... 6th surface, 30 ... Lower arm element, 31 ... 7th surface, 32 ... 8th surface, 40a, 40b ... Positive side electrode 41 ... first surface, 41s ... step region, 42 ... 9th surface, 43 ... first connection region, 44 ... first opposing region, 45 ... first adhesive portion, 46 ... second adhesive portion, 47 ... between electrodes Solder, 48 ... first adhesive region, 49 ... second adhesive region, 50 ... output electrode, 50U, 50V, 50W ... output terminal, 51 ... upper arm portion, 51b ... bending portion, 52 ... lower arm portion, 52b ... bending 53, second surface, 54, third surface, 55, second connection region, 56, second opposing region, 57, third connection region, 58, third opposing region, 59, connection portion, 59c, connection. Surface, 60a, 60b ... negative electrode, 61 ... fourth surface, 61s ... step region, 62 ... tenth surface 63 ... 4th connection area, 64 ... 4th opposing area, 65 ... 1st adhesion part, 66 ... 2nd adhesion part, 67 ... Solder between electrodes, 68 ... 1st adhesion area, 69 ... 2nd adhesion area, 70 ... Mold resin, 80 ... solder, 90 ... high thermal conductive insulating resin sheet, 110 ... high thermal conductive liquid resin, Tr1 ... first transistor, Tr2 ... second transistor, D1 ... first diode, D2 ... second diode, E ... emitter, C ... collector, B ... DC voltage, CAP ... capacitors, M ... motor, U ... U-phase coil, V ... V-phase coil, W ... W-phase coils, D ... opposite direction, d 1, d 2 ... distance.

Claims (4)

第1面を有する第1電極と、
前記第1面に対向する第2面及び前記第2面の反対側の第3面を有する第2電極と、
前記第3面に対向する第4面を有する第3電極と、
第5面及び前記第5面の反対側の第6面を有し、前記第5面が前記第1面に接続され、前記第6面が前記第2面に接続された第1半導体素子と、
第7面及び前記第7面の反対側の第8面を有し、前記第7面が前記第3面に接続され、前記第8面が前記第4面に接続された第2半導体素子と、
前記第1面と前記第2面との間及び前記第3面と前記第4面との間に設けられた絶縁性を有する樹脂部と、
を備え、
前記第1面は、前記第5面に接続された第1接続領域、及び前記第1接続領域と重複しない第1対向領域を含み、
前記第2面は、前記第6面に接続された第2接続領域、及び前記第1対向領域に対向する第2対向領域を含み、
前記第3面は、前記第2対向領域の反対側に位置すると共に前記第7面に接続された第3接続領域、及び前記第2接続領域の反対側の第3対向領域を含み、
前記第4面は、前記第8面に接続された第4接続領域、及び前記第3対向領域に対向する第4対向領域を含み、
前記第2電極は、
前記第2接続領域及び前記第3対向領域を有する第1部と、
前記第2対向領域及び前記第3接続領域を有する第2部と、
前記第1電極よりも前記第3電極に近い側に位置する前記第1部と、前記第3電極よりも前記第1電極に近い側に位置する前記第2部とを接続する接続部と、
を有し、
前記接続部は、段差をなすように前記第1部と前記第2部とを接続する、半導体モジュール。
A first electrode having a first surface;
A second electrode having a second surface facing the first surface and a third surface opposite to the second surface;
A third electrode having a fourth surface facing the third surface;
A first semiconductor element having a fifth surface and a sixth surface opposite to the fifth surface, wherein the fifth surface is connected to the first surface, and the sixth surface is connected to the second surface; ,
A second semiconductor element having a seventh surface and an eighth surface opposite to the seventh surface, wherein the seventh surface is connected to the third surface, and the eighth surface is connected to the fourth surface; ,
An insulating resin portion provided between the first surface and the second surface and between the third surface and the fourth surface;
With
The first surface includes a first connection region connected to the fifth surface, and a first opposing region that does not overlap the first connection region,
The second surface includes a second connection region connected to the sixth surface, and a second facing region facing the first facing region,
The third surface includes a third connection region located on the opposite side of the second opposing region and connected to the seventh surface, and a third opposing region on the opposite side of the second connection region,
The fourth surface includes a fourth connection region connected to the eighth surface, and a fourth facing region facing the third facing region,
The second electrode is
A first portion having the second connection region and the third opposing region;
A second part having the second opposing region and the third connection region;
A connecting portion connecting the first portion located closer to the third electrode than the first electrode and the second portion located closer to the first electrode than the third electrode;
Have
The said connection part is a semiconductor module which connects the said 1st part and the said 2nd part so that a level | step difference may be made.
前記第1対向領域と前記第2対向領域とに接するように配置され、前記樹脂部よりも熱伝導性が高い絶縁部をさらに備え、
前記第1電極は、前記第1面の反対側に前記樹脂部から露出した第9面を有する、請求項1に記載の半導体モジュール。
An insulating portion that is disposed so as to be in contact with the first opposing region and the second opposing region, and has higher thermal conductivity than the resin portion;
2. The semiconductor module according to claim 1, wherein the first electrode has a ninth surface exposed from the resin portion on a side opposite to the first surface.
前記第1電極は、
前記第1接続領域及び前記第1接続領域の反対側の第1接着領域とを有する第1接着部と、
前記第1対向領域及び前記第1接着領域と対向する第2接着領域とを有する第2接着部と、
前記第1接着領域と前記第2接着領域とを接着し、導電性を有する接着層と、
を有する、請求項1又は2に記載の半導体モジュール。
The first electrode is
A first adhesive portion having the first connection region and a first adhesion region opposite to the first connection region;
A second adhesive portion having the first opposing region and a second adhesive region facing the first adhesive region;
Adhering the first adhesive region and the second adhesive region, and having a conductive adhesive layer;
The semiconductor module according to claim 1, comprising:
前記第1半導体素子は第1トランジスタを有し、
前記第2半導体素子は第2トランジスタを有し、
前記第1トランジスタのコレクタが前記第5面に接続され、
前記第1トランジスタのエミッタが前記第6面に接続され、
前記第2トランジスタのコレクタが前記第7面に接続され、
前記第2トランジスタのエミッタが前記第8面に接続されている、請求項1〜3のいずれか1項に記載の半導体モジュール。
The first semiconductor element includes a first transistor;
The second semiconductor element includes a second transistor;
A collector of the first transistor is connected to the fifth surface;
An emitter of the first transistor is connected to the sixth surface;
A collector of the second transistor is connected to the seventh surface;
The semiconductor module according to claim 1, wherein an emitter of the second transistor is connected to the eighth surface.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020155536A (en) * 2019-03-19 2020-09-24 株式会社デンソー Semiconductor device

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003197861A (en) * 2001-12-06 2003-07-11 Abb Res Ltd Power semiconductor submodule and power semiconductor module
WO2013099545A1 (en) * 2011-12-26 2013-07-04 三菱電機株式会社 Electric power semiconductor device and method for producing same
JP2013239486A (en) * 2012-05-11 2013-11-28 Hitachi Ltd Semiconductor device and manufacturing method of the same

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003197861A (en) * 2001-12-06 2003-07-11 Abb Res Ltd Power semiconductor submodule and power semiconductor module
WO2013099545A1 (en) * 2011-12-26 2013-07-04 三菱電機株式会社 Electric power semiconductor device and method for producing same
JP2013239486A (en) * 2012-05-11 2013-11-28 Hitachi Ltd Semiconductor device and manufacturing method of the same

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020155536A (en) * 2019-03-19 2020-09-24 株式会社デンソー Semiconductor device
WO2020189065A1 (en) * 2019-03-19 2020-09-24 株式会社デンソー Semiconductor device
CN113597671A (en) * 2019-03-19 2021-11-02 株式会社电装 Semiconductor device with a plurality of semiconductor chips
JP7088094B2 (en) 2019-03-19 2022-06-21 株式会社デンソー Semiconductor equipment
CN113597671B (en) * 2019-03-19 2023-08-22 株式会社电装 Semiconductor device with a semiconductor device having a plurality of semiconductor chips
US11990391B2 (en) 2019-03-19 2024-05-21 Denso Corporation Semiconductor device

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