JP2019110284A - 半導体モジュール及び半導体モジュールの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】封止樹脂の上に突出するピンの突出長さが所望の値に制御された半導体モジュールを提供できる。【解決手段】半導体モジュールは、絶縁回路基板（１，２，３ａ，３ｂ）の上に平坦な下面を接合して設けられ、上面に開口した有底の第１穴部５ａ１及び第２穴部５ｂ１を上部に有するブロック状の第１下部ベース部材５ａ及び第２下部ベース部材５ｂと、第１穴部５ａ１及び第２穴部５ｂ１の内側壁に、外側面の少なくとも一部が接した状態で第１穴部５ａ１及び第２穴部５ｂ１に挿入された筒状の第１上部スライド支持部材６ａ及び第２上部スライド支持部材６ｂと、第１上部スライド支持部材６ａ及び第２上部スライド支持部材６ｂの内側に接して挿入された第１ピン７ａ及び第２ピン７ｂと、第１ピン７ａ及び第２ピン７ｂを、上部を除いて封止する封止樹脂８と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、半導体モジュール及び半導体モジュールの製造方法に関する。

半導体装置、特に電力用半導体装置（パワー半導体装置）では、内部に半導体素子が搭載され全体が樹脂封止された半導体モジュールと汎用インバータ等の外部機器とが、封止樹脂の上に突出して延びる外部接続端子を介して接続されている。外部接続端子としてピン状の部材が用いられる場合、ピンは、例えば１本の長い銅線から、設定された一定の規格長さを有するように連続的に大量に切り出される。切断加工時には、冶具の位置ずれ等に起因して、例えば１００μｍ〜２００μｍ程度の僅かな相違が複数本のピンの長さの間で生じる場合がある。

ピンの長さの相違がたとえ僅かであっても、パワー半導体装置のように精密かつ大電流が流れる場合、ピンとピンに接合されるバスバー等の接続導体との間で接合不良が生じ、半導体装置の品質が劣化する懸念がある。そのため半導体モジュールから延びるピンの長さを、設計仕様値に則って正確に揃えることが重要である。

ピン状の外部接続端子が設けられた半導体装置として例えば特許文献１には、基板と、基板上に設けられ孔部を有するヒートスプレッダと、下部が孔部に挿し込まれヒートスプレッダと係止されたピン状の外部端子とを備える半導体モジュールが開示されている。また特許文献２には、金属製の回路基板の配線パターン上に筒状導通体を設け、筒状導通体の内側にピン状の外部端子が挿入される構造が開示されている。

またピン状の外部接続端子が挿し込まれる筒（スリーブ）状の部材として、例えば特許文献３には、絶縁基板の回路パターンの上に配置された複数の金属製ソケット電極端子と、金属製ソケット電極端子にそれぞれ上部から嵌合する両端が開口した複数のスリーブ部とが一体化された、一体型樹脂製スリーブの構造が開示されている。また特許文献４には、回路パターン部上に取り付けられた端子部材と、回路パターン部、半導体チップ及び端子部材を内部に封入したモールド樹脂と、を備えた半導体装置が開示されている。ナット等で構成される端子部材は筒状であって、上端面がモールド樹脂の外面に露出していると共に、上端面に開口したねじ孔を有する。また特許文献５には、回路パターンに一端が接合された円筒ソケットと、回路パターン、複数の円筒ソケット及び半導体素子を封止する封止体と、封止体に内側から挿し込まれた外部電極接続用端子とを備えた半導体装置が開示されている。外部電極接続用端子の胴体部の下部には、下側に突出する挿入部が複数個設けられ、挿入部が円筒ソケットの内側に挿入される。

また特許文献６には、樹脂筐体の上部に、底面が他の部分より低くなるように設けられた複数の樹脂筐体凹部と、樹脂筐体凹部の内側に、端子の棒状電極が上側に延びるように配置された半導体モジュールが開示されている。特許文献６の場合、まず絶縁回路基板の回路パターンの上に有底の円筒状の柱状電極がはんだ付け等により接合され、その後、絶縁回路基板をインサート構造物として用いる一体成形によって樹脂筐体の内部に樹脂が封止される。そして樹脂封止後に、外部に開口する柱状電極の筒の開口部から棒状電極が挿し込んで固定される。そして樹脂筐体凹部と端子との相対位置を測定して比較するだけで、インサート構造物、冶具、はんだレジスト等の寸法精度に起因する柱状電極の位置ズレを容易に検査できるとされている。

また特許文献７には、有底で底面に突起部が設けられた電極としての円筒状部材と、円筒状部材の内側にピンが挿入されることでピンの上部が円筒状部材の外側に位置する半導体モジュールが開示されている。上面側に位置するピンの上部は、半導体モジュールの端子として取り出される部分になる。また円筒状部材と下側の回路基板とがはんだ付けによって接合されることにより、円筒状部材の突起部が内側に介在するようにはんだ層が形成される。特許文献７の場合、基板上又は素子上に端子を固定するため、はんだ層の厚みが制御されている。

しかし特許文献１〜７のいずれの場合においても、封止樹脂の上に突出するピンの長さにズレが生じることや、長さを調節してズレを解消する技術は検討されていない。この点、特許文献６では筒状の柱状電極の位置ズレの検査が可能とされているが、この検査は平面パターンで見た場合の位置を確認することであり、突出するピンの長さや位置ズレを修正する具体的な手段ではない。

また特許文献６及び７のように絶縁回路基板が樹脂又はゲル等で封止された後、ピンが外側から絶縁回路基板に挿し込まれるアウトサート成形が採用される場合、ピンの挿入時点では、封止工程が既に完了しているため、封止された内部の部材の配置は殆ど修正できない。そのためアウトサート成形では、ピンの長さ及び位置の精度が低下した製品が比較的多く製造されてしまう懸念もある。

特開２００７−０２７４６７号公報 特開２０１０−１２９７９７号公報 特開２０１３−０３０７９２号公報 特開２０１３−０６２４０７号公報 特開２０１４−０４９５８２号公報 特開２０１０−１８２８７９号公報 特開２０１０−２８３０１７号公報

本発明は上記した問題に着目して為されたものであって、封止樹脂の上に突出するピンの突出長さが所望の値に制御された半導体モジュール及びこの半導体モジュールの製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る半導体モジュールのある態様は、絶縁回路基板と、平坦な下面を有し、絶縁回路基板の上に下面を接合して設けられ、上面に開口した有底の穴部を上部に有するブロック状の下部ベース部材と、穴部の内側壁に、外側面の少なくとも一部が接した状態で穴部に挿入された筒状の上部スライド支持部材と、上部スライド支持部材の筒の内側に接して挿入されたピンと、ピンの上部スライド支持部材とは反対側の上部を除いて、内部にピンを封止すると共に、絶縁回路基板、下部ベース部材及び上部スライド支持部材を封止する封止樹脂と、を備えることを要旨とする。

また発明に係る半導体モジュールの製造方法のある態様は、絶縁回路基板の上に、平坦な下面を有し、上面に開口した有底の穴部を上部に有するブロック状の下部ベース部材を、下面を介して接合する第１の工程と、筒状の上部スライド支持部材を穴部の内側壁に外側面が接した状態で穴部に挿し込む第２の工程と、上部スライド支持部材の筒の内側にピンを、ピンの下端と穴部の底との間に隙間を形成した状態で摺動自在に嵌合する第３の工程と、ピンの下端が隙間の内側で穴部の底に向かって移動するように、ピンの上部スライド支持部材とは反対側の上端を上部スライド支持部材側に押し込むことによりピンを上部スライド支持部材の内側で摺動させて予め設定された挿入深さに調節する第４の工程と、ピンの上部スライド支持部材とは反対側の上部を除いてピンを封止すると共に、絶縁回路基板、下部ベース部材及び上部スライド支持部材を封止樹脂で封止する第５の工程と、を含むことを要旨とする。

本発明によれば、封止樹脂の上に突出するピンの突出長さが所望の値に制御された半導体モジュールを提供できる。

図１は、本発明の実施形態に係る半導体モジュールの構成の概略を模式的に説明する断面図である。 図２は、本発明の実施形態に係る半導体モジュールの製造方法の概略を模式的に説明する断面図である（その１）。 図３は、本発明の実施形態に係る半導体モジュールの製造方法の概略を模式的に説明する断面図である（その２）。 図４は、本発明の実施形態に係る半導体モジュールの製造方法の概略を模式的に説明する断面図である（その３）。 図５は、本発明の実施形態に係る半導体モジュールの製造方法の概略を模式的に説明する断面図である（その４）。 図６は、本発明の実施形態の第１変形例に係る半導体モジュールで用いられる第１上部スライド支持部材の構成の概略を模式的に説明する断面図である。 図７は、本発明の実施形態の第２変形例に係る半導体モジュールで用いられる第１穴部及び第１上部スライド支持部材の構成の概略を模式的に説明する断面図である。 図８（ａ）は、本発明の実施形態の第３変形例に係る半導体モジュールで用いられる第１上部スライド支持部材の構成の概略を模式的に説明する正面図であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）中のＡ−Ａ線方向から見た断面図である。 図９は、本発明の実施形態の第４変形例に係る半導体モジュールで用いられる第１上部スライド支持部材の構成の概略を模式的に説明する斜視図（鳥瞰図）である。 図１０は、本発明の実施形態の第５変形例に係る半導体モジュールで用いられる第１上部スライド支持部材の構成の概略を、上部については正面から見た状態とし、下部を部分的に切り欠いて模式的に説明する断面図である。 図１１は、本発明の実施形態の第６変形例に係る半導体モジュールで用いられる第１上部スライド支持部材の構成の概略を模式的に説明する斜視図（鳥瞰図）である。 図１２は、本発明の実施形態の第７変形例に係る半導体モジュールで用いられる第１上部スライド支持部材の構成の概略を模式的に説明する斜視図（鳥瞰図）である。 図１３は、本発明の実施形態の第８変形例に係る半導体モジュールの構成の概略を模式的に説明する断面図である。 図１４（ａ１）、図１４（ｂ１）、図１４（ｃ１）、図１４（ｄ１）、図１４（ｅ１）は、本発明の実施形態の第９変形例に係る半導体モジュールで用いられる第１上部スライド支持部材の下部の構成のバリエーションの概略を模式的に説明する正面図であり、図１４（ａ２）、図１４（ｂ２）、図１４（ｃ２）、図１４（ｄ２）、図１４（ｅ２）は、図１４（ａ１）、図１４（ｂ１）、図１４（ｃ１）、図１４（ｄ１）、図１４（ｅ１）の各第１上部スライド支持部材の下部を下方向から見た図である。

以下に本発明の実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。但し、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各装置や各部材の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判定すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。また、以下の説明における「左右」や「上下」の方向は、単に説明の便宜上の定義であって、本発明の技術的思想を限定するものではない。よって、例えば、紙面を９０度回転すれば「左右」と「上下」とは交換して読まれ、紙面を１８０度回転すれば「左」が「右」に、「右」が「左」になることは勿論である。

―半導体モジュールの構造―
本発明の実施形態に係る半導体モジュールは、全体が例えば直方体状であって、図１に示すように、絶縁回路基板（１，２，３ａ，３ｂ）が封止樹脂８の内側に密封されている。絶縁回路基板（１，２，３ａ，３ｂ）は、セラミック基板等で作製された絶縁板１と、絶縁板１の上面側に設けられた第１表面導電層３ａ及び第２表面導電層３ｂと、絶縁板１の下面側に設けられた裏面導電層２とを有する。第１表面導電層３ａ、第２表面導電層３ｂ及び裏面導電層２は、例えば銅板等で作製できる。

第１表面導電層３ａ及び第２表面導電層３ｂの上には回路パターンが形成され、回路パターン上に絶縁ゲート型電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）やダイオード等のパワー半導体チップが搭載される。説明の便宜のため、図１中ではパワー半導体チップの図示を省略する。

裏面導電層２の下面は封止樹脂８の下側で外部に露出しており、半導体モジュールの下面をなしている。第１表面導電層３ａの上面上には、はんだ等の接合層４ａが設けられ、この接合層４ａの上にブロック状の第１下部ベース部材５ａが平坦な下面を接合して設けられている。同様に、第２表面導電層３ｂの上面上には、接合層４ｂが設けられ、この接合層４ｂの上にブロック状の第２下部ベース部材５ｂが、平坦な下面を接合して設けられている。

第１下部ベース部材５ａ及び第２下部ベース部材５ｂはいずれも銅等で作製でき、図１中の左右方向の一定の幅ｗ、及び上下方向の一定の厚みｔをそれぞれ有する。平坦な下面を有する第１下部ベース部材５ａ及び第２下部ベース部材５ｂの形状としては、製造上の便宜を考慮して、例えば円柱状、四角柱状等の簡易な形状が採用できる。また六角柱状或いは他の多角柱状等の形状も採用できる。

第１下部ベース部材５ａは上部の図１中の左右方向のほぼ中央に、上面に開口した有底の第１穴部５ａ１を有し、第２下部ベース部材５ｂは上部の左右方向のほぼ中央に、上面に開口した有底の第２穴部５ｂ１をそれぞれ有する。第１穴部５ａ１及び第２穴部５ｂ１の底面は円形状であって、第１穴部５ａ１及び第２穴部５ｂ１の内部空間は円柱状に構成されている。尚、第１穴部５ａ１及び第２穴部５ｂ１の位置は、下部ベース部材の上部の中央に限定されず、任意の位置に適宜変更可能である。

第１穴部５ａ１の内側には円筒状の第１上部スライド支持部材６ａが、第１穴部５ａ１の内側壁に外側面が接した状態で挿入されている。同様に第２穴部５ｂ１の内側には円筒状の第２上部スライド支持部材６ｂが、第２穴部５ｂ１の内側壁に外側面が接した状態で挿入されている。第１上部スライド支持部材６ａ及び第２上部スライド支持部材６ｂは、いずれもほぼ同じ径（外径）Ｒ１を有する。

第１下部ベース部材５ａの厚みｔは、３００μｍ以上、１ｍｍ以下であることが、経験則から好ましい。厚みｔが３００μｍ未満であると、第１下部ベース部材５ａによる第１上部スライド支持部材６ａの安定支持が困難になる。また厚みが上限値１ｍｍを超えると、第１下部ベース部材５ａが厚くなり過ぎて製造コストが嵩む。また第１下部ベース部材５ａの、第１上部スライド支持部材６ａの径Ｒ１に沿って測った幅ｗは、第１上部スライド支持部材６ａの安定支持の観点から、第１上部スライド支持部材６ａの径Ｒ１の３倍以上であることが好ましい。第２下部ベース部材５ｂの厚みｔ及び幅ｗについても、第１上部スライド支持部材６ａの場合と同様に設定される。

図１中の左側の第１上部スライド支持部材６ａは、第１穴部５ａ１の上面から上端が一定の高さ上側に突出した状態で第１穴部５ａ１の内側に嵌合され、第１穴部５ａ１の底面と第１上部スライド支持部材６ａの下端との間には隙間９ａが形成されている。図１中の右側の第２上部スライド支持部材６ｂは、第２穴部５ｂ１の上面から上端が一定の高さ上側に突出した状態で、第２穴部５ｂ１の内側に嵌合され、第２穴部５ｂ１の底面と第２上部スライド支持部材６ｂの下端との間には隙間９ｂが形成されている。

第１上部スライド支持部材６ａの筒の内側には、外部接続端子である円柱状の第１ピン７ａが、外側面が第１上部スライド支持部材６ａの筒の内側面に接した状態で挿入されている。第１ピン７ａの下端は、第１穴部５ａ１の隙間９ａの上で、第１上部スライド支持部材６ａの下端より上に位置している。同様に第２上部スライド支持部材６ｂの筒の内側には、外部接続端子である円柱状の第２ピン７ｂが、外側面が筒の内側面に接した状態で挿入されている。第２ピン７ｂの下端は、第２穴部５ｂ１の隙間９ｂの上で、第２上部スライド支持部材６ｂの下端より上に位置している。

第１ピン７ａ及び第２ピン７ｂはいずれもほぼ同じ径（外径）Ｒ２を有し、第１ピン７ａの第１上部スライド支持部材６ａとは反対側となる上部は、封止樹脂８の上面から一定の突出高さｈで突出して上方に鉛直に延びている。同様に、第２ピン７ｂの上部も封止樹脂８の上面から、第１ピン７ａと同じ突出高さｈで突出して上方に鉛直に延びている。すなわち封止樹脂８の内部では、絶縁回路基板（１，２，３ａ，３ｂ）、第１下部ベース部材５ａ、及び第２下部ベース部材５ｂが同時に封止されていると共に、第１ピン７ａ及び第２ピン７ｂについては、それぞれの上部を除いて部分的に封止されている。図１中では、長さｄ_ａを有する第１ピン７ａの上端の高さは、長さｄ_ｂを有する第２ピン７ｂの上端の高さとほぼ揃えられているが、封止樹脂８の内部では、第１ピン７ａの下端は第２ピン７ｂの下端より低い。

図１中の左側の第１下部ベース部材５ａ、第１上部スライド支持部材６ａ及び第１ピン７ａの構成と、右側に対称的に位置する第２下部ベース部材５ｂ、第２下部ベース部材５ｂ及び第２ピン７ｂの構成とはピンの長さ以外は等価である。そのため、以下、第１下部ベース部材５ａ、第１上部スライド支持部材６ａ及び第１ピン７ａの組み合わせを代表例としてそれぞれの構成を説明し、第２下部ベース部材５ｂ、第２下部ベース部材５ｂ及び第２ピン７ｂの組み合わせについては重複部分の説明を省略する。

第１上部スライド支持部材６ａは、図１に示した半導体モジュールとしての状態では、周囲に配置された封止樹脂８により第１下部ベース部材５ａと一体化されているため、相対位置は固定されており、変化しない。しかし封止樹脂８で密封される前の半導体モジュールの組み立て段階においては、第１上部スライド支持部材６ａは第１下部ベース部材５ａの第１穴部５ａ１の内側に圧入して挿し込まれているだけである。はんだ等の接合材料を用いた堅固な接合は行われておらず、第１上部スライド支持部材６ａは第１穴部５ａ１の内側で滑らかに上下方向に摺動可能である。

第１穴部５ａ１の内側に嵌合された第１上部スライド支持部材６ａの外側面には、第１穴部５ａ１の内壁面から一定の圧迫力が負荷されている。この圧迫力の大きさは、第１上部スライド支持部材６ａが上下方向の高さ位置を保持しつつ、一方で、上側から下側に向かって一定の大きさ以上の力が加えられた場合には下側に摺動して、第１上部スライド支持部材６ａの高さが変化するように制御されている。制御は例えば、第１上部スライド支持部材６ａの径Ｒ１及び第１上部スライド支持部材６ａが嵌合する第１穴部５ａ１の径、第１上部スライド支持部材６ａの外側面及びこの外側面と接触する第１穴部５ａ１の内壁面の粗さ等の調整を介して実行できる。そのため第１下部ベース部材５ａの第１穴部５ａ１の内側では、下部の隙間９ａを用いて第１上部スライド支持部材６ａが上下方向に摺動可能である。

一方、第１ピン７ａ及び第１上部スライド支持部材６ａについても、図１に示した状態では、封止樹脂８により、互いに一体化されているため、相対位置は固定されており、変化しない。しかし封止樹脂８で密封される前においては、第１ピン７ａも第１上部スライド支持部材６ａの内側に圧入して挿し込まれているだけであり、はんだ等の接合材料は用いられていない。そのため第１ピン７ａは第１上部スライド支持部材６ａの筒の内側で滑らかに上下方向に摺動可能である。

第１上部スライド支持部材６ａの内側に嵌合された第１ピン７ａの外側面には、第１上部スライド支持部材６ａの内側面から一定の圧迫力が負荷されている。この圧迫力の大きさは、第１ピン７ａが上下方向の高さ位置を保持しつつ、一方、上側から下側に向かって一定の大きさ以上の力が加えられた場合には第１ピン７ａが下側に摺動して高さが変化するように制御されている。制御は例えば、第１ピン７ａの径Ｒ２及び第１ピン７ａが嵌合する第１上部スライド支持部材６ａの筒の内径、第１ピン７ａの外側面の粗さ及びこの外側面と接触する第１上部スライド支持部材６ａの内側面の粗さ等の調整を介して実行できる。そのため第１下部ベース部材５ａに支持された第１上部スライド支持部材６ａの内側においても、下部の隙間９ａを用いて第１ピン７ａが上下方向に摺動可能である。

すなわち第１穴部５ａ１の内側では、第１ピン７ａの上部に対して下側の力を加えることによって、第１ピン７ａは隙間９ａに向かって下側に変位し、第１上部スライド支持部材６ａとの間の相対位置を変化させることができる。このとき第１上部スライド支持部材６ａも第１穴部５ａ１の内側で摺動して下側に変位可能である。第１ピン７ａ及び第１上部スライド支持部材６ａの少なくとも一方が下側に変位することによって、第１ピン７ａの封止樹脂８の上への突出長さｈが所望の長さに調節される。同様に、第２下部ベース部材５ｂ、第２下部ベース部材５ｂ及び第２ピン７ｂの組み合わせにおいても、第２穴部５ｂ１の内側では、第２ピン７ｂの上部に対して下側の力を加えることによって、第２ピン７ｂ及び第２上部スライド支持部材６ｂの少なくとも一方が下側に変位し、突出長さｈが所望の長さに調節される。

そのため図１に示した半導体モジュールでは、長さの相違が生じる第１ピン７ａ及び第２ピン７ｂが用いられていても、それぞれの封止樹脂８上の突出高さｈは、設計仕様値に則って均等に揃うように調整されている。尚、図１中では説明のため、第１ピン７ａの長さｄ_ａ及び第２ピン７ｂの長さｄ_ｂは、相違が強調されるようにそれぞれ誇張して描かれている。

―半導体モジュールの製造方法―
次に本発明の実施形態に係る半導体モジュールの製造方法について、図２〜図５を参照して説明する。まず図２に示すように、絶縁回路基板（１，２，３ａ，３ｂ）上に、予め機械加工等により第１穴部５ａ１及び第２穴部５ｂ１が一定の深さでそれぞれ設けられた第１下部ベース部材５ａ及び第２下部ベース部材５ｂを用意する。そして用意した第１下部ベース部材５ａ及び第２下部ベース部材５ｂを第１表面導電層３ａ上及び第２表面導電層３ｂ上に、はんだ等で形成した接合層４ａ，４ｂを介して接合する。

次に、第１下部ベース部材５ａの第１穴部５ａ１の内側に、筒状の第１上部スライド支持部材６ａの下部を挿し込んで圧入し、第１穴部５ａ１の内側に嵌合して取り付ける。同様に、第２下部ベース部材５ｂの第２穴部５ｂ１の内側に、第２上部スライド支持部材６ｂの下部を挿し込んで圧入し、第２穴部５ｂ１の内側に嵌合して取り付ける。嵌合により第１上部スライド支持部材６ａの外側面は第１穴部５ａ１の内側壁に、第２上部スライド支持部材６ｂの外側面は第２穴部５ｂ１の内側壁にそれぞれ接する。

次に第１上部スライド支持部材６ａの筒の内側に、第１ピン７ａを挿し込んで圧入し、第１上部スライド支持部材６ａの内側に嵌合して、摺動自在に取り付ける。同様に第２上部スライド支持部材６ｂの筒の内側に、第２ピン７ｂを挿し込んで圧入し、第２上部スライド支持部材６ｂの内側に嵌合して、摺動自在に取り付ける。第１ピン７ａの下端と第１穴部５ａ１の底との間、及び第２ピン７ｂの下端と第２穴部５ｂ１の底との間には、それぞれ隙間９ａ，９ｂが形成される。

第１ピン７及び第２ピン７ｂを、例えばピン差し込み装置等を用いて自動的に挿し込む場合、ピン差し込み装置に設定されている一定の挿入深さｄ０で、いずれのピンも挿し込まれることになる。ここで図２に示すように、第１ピン７ａの長さｄ_ａの方が第２ピン７ｂの長さｄ_ｂより１００μｍ程度僅かに長い。そのため第１ピン７及び第２ピン７ｂを挿し込んだ状態で絶縁回路基板（１，２，３ａ，３ｂ）を平坦な面上に配置すると、第１ピン７ａの上端の方が第２ピン７ｂの上端より高くなる。

次に第１ピン７ａ及び第２ピン７ｂが挿し込まれた絶縁回路基板（１，２，３ａ，３ｂ）を、トランスファモールド装置に搬送する。図３に示すように、本発明の実施形態に係るトランスファモールド装置は、溶融した樹脂が流し込まれる箱状の製品部（１１，１２）を備える。製品部（１１，１２）は、第１の金型をなす鍋型の下型１１と、下型１１の上に設けられた第２の金型をなす蓋状の上型１２とを有し、下型１１の上に上型１２が被せられて両者が一体化されることにより内部空間が形成される。下型１１の底部には有底の第１凹部１１ａ及び第２凹部１１ｂが設けられ、第１凹部１１ａ及び第２凹部１１ｂはいずれも同じ深さｄ１で設けられている。

製品部（１１，１２）の上流には、製品部（１１，１２）の内部空間に連通するランナーが接続して設けられ、この接続部１３は図３中では製品部（１１，１２）の左側に例示されている。接続部１３の上流には、製品部（１１，１２）に流し込まれる樹脂が蓄積されるポットと、ポットの内側に蓄積された樹脂を押し出して製品部（１１，１２）に注入する押出プランジャが駆動装置等と共に設けられている。ポット、押出プランジャ及び駆動装置等の図示は省略する。

また製品部（１１，１２）の下流には、製品部（１１，１２）の内部空間に連通し、製品部（１１，１２）から流し出される樹脂が溜められる樹脂溜まりが接続して設けられている。この接続部１４は図３中では製品部（１１，１２）の右側に例示されている。接続部１４の下流に位置する樹脂溜まりの図示は省略する。

次に、このトランスファモールド装置の製品部（１１，１２）の内側に、絶縁回路基板（１，２，３ａ，３ｂ）を、裏面導電層２が上型１２側に位置するように、図２に示した場合と天地を逆にしてインサート部品として配置する。上型１２は裏面導電層２と当接し、一方、下型１１の底部では、第１凹部１１ａ及び第２凹部１１ｂの底部が第１ピン７ａ及び第２ピン７ｂのそれぞれの上端（図３中の下端）と当接する。

ここで下型１１の第１凹部１１ａ及び第２凹部１１ｂは、第１ピン７ａ及び第２ピン７ｂの上端（図３中の下端）が当接する位置に、第１ピン７ａ及び第２ピン７ｂの径よりも大きな開口幅を有して設けられている。そのため第１ピン７ａ及び第２ピン７ｂの上端（図３中の下端）は、下型１１の第１凹部１１ａ及び第２凹部１１ｂの内側に滞りなく挿し込まれる。一方、第１ピン７ａの長さｄ_ａ及び第２ピン７ｂの長さｄ_ｂ間には相違が生じているため、同じ深さｄ１である第１凹部１１ａ及び第２凹部１１ｂに、長さの異なる第１ピン７ａ及び第２ピン７ｂがそれぞれ挿し込まれると、裏面導電層２の平坦な下面（図３中の上面）は、下型１１の水平な底面に対して傾斜する。このように半導体モジュールが傾斜した状態で、製品部（１１，１２）の上型１２を下型１１に近付けて蓋をする。

次に図４に示すように、上型１２及び下型１１を一体的に固定して内部空間を密閉する。ここで上型１２の下面及び下型１１の上面間の距離ｄ２は、図１に示した半導体モジュールの固化後の封止樹脂８の高さに対応して設定されている。また下型１１の第１凹部１１ａ及び第２凹部１１ｂの深さｄ１は、第１ピン７ａ及び第２ピン７ｂの、固化後の封止樹脂８の上の突出高さｈに対応して設定されている。そのため、挿入深さの調節前の絶縁回路基板（１，２，３ａ，３ｂ）の裏面導電層２の下面（図３中の上面）及び第１ピン７ａの上端（図３中の下端）間の長さは、第１凹部１１ａの深さｄ１及び内部空間の高さである距離ｄ２の和より長い。

そして上型１２及び下型１１の一体化状態が保持されることにより、絶縁回路基板（１，２，３ａ，３ｂ）には、裏面導電層２の下面（図３中の上面）に当接する上型１２の下面を介して、下向きの力が加えられる。この下向きの力により、摺動可能な第１下部ベース部材５ａ及び第１上部スライド支持部材６ａは、図３中の下側の第１ピン７ａに向かって押し込まれる。相対的には第１ピン７ａが、図３中の上側の第１上部スライド支持部材６ａの内側で、隙間９ａに向かって挿し込まれる。同時に第１ピン７ａには、第１ピン７ａの上端（図３中の下端）に当接する下型１１の第１凹部１１ａの底面を介して、上向きの力が加えられる。この上向きの力により、摺動可能な第１ピン７ａは、図３中の上側の第１下部ベース部材５ａの第１穴部５ａ１の底部の隙間９ａに向かって押し込まれる。

上型１２からの下向きの力及び下型１１からの上向きの力が第１ピン７ａに一体的に作用し、第１ピン７ａ及び第１上部スライド支持部材６ａ間の嵌合状態を維持する圧迫力を超えると、第１ピン７ａが図４中の上側へ摺動を開始する。第１ピン７ａの上側への移動によって、第１ピン７ａの上部（図４中の下部）の、下型１１の上面から下側へ突出する部分の長さが、第１凹部１１ａの深さｄ１と同じ長さに到達すると、第１ピン７ａに加えられる上型１２及び下型１１からの力が消滅する。第１ピン７ａに加えられる力の消滅により第１ピン７ａの移動が停止した時点で、第１ピン７ａの第１上部スライド支持部材６ａの内側への挿入深さは、予め設定された挿入深さに調節されることになる。

また第１ピン７ａと同時に、上型１２が下型１１に近づいて一体的に固定されることにより、第２ピン７ｂも第２下部ベース部材５ｂの第２穴部５ｂ１の隙間９ｂに向かって第２上部スライド支持部材６ｂの内側で摺動する。そして第１ピン７ａと同様に、図４中の第２ピン７ｂの上部（図４中の下部）の、下型１１の上面から下側へ突出する部分の長さが、第２凹部１１ｂの深さｄ１と同じ長さに到達すると、第２ピン７ｂに加えられる上型１２及び下型１１からの力が消滅する。そして第２ピン７ｂの第２上部スライド支持部材６ｂの内側への挿入深さも、予め設定された挿入深さに調節されることになる。

次に図５に示すように、第１ピン７ａ及び第２ピン７ｂの上部（図５中の下部）の、下型１１の上面からの突出長さが、第１凹部１１ａ及び第２凹部１１ｂの深さｄ１と同じ長さに到達した後、製品部（１１，１２）の内部空間内に溶融した樹脂１５を注入する。そして密閉された内部空間に所定の保圧をかけ、更に、注入された樹脂１５を固化した後、製品部（１１，１２）を型開きして、内部に絶縁回路基板（１，２，３ａ，３ｂ）が封止された樹脂封止体を製品部（１１，１２）から取り出す。そして取り出した樹脂封止体に所定の整形処理等を施して余分な樹脂等を除去する。以上の工程により、絶縁回路基板（１，２，３ａ，３ｂ）、第１下部ベース部材５ａ及び第２下部ベース部材５ｂ、並びに第１上部スライド支持部材６ａ及び第２上部スライド支持部材６ｂが樹封止された、図１に示したような半導体モジュールを得ることができる。

得られた半導体モジュールでは、外部接続端子である第１ピン７ａ及び第２ピン７ｂは、上部を除いて封止樹脂８の内部に封止されている。そして一体成形前、第１ピン７ａ及び第２ピン７ｂ間で長さが異なっていたとしても、一体成形の後、第１ピン７ａ及び第２ピン７ｂの封止樹脂８の上の突出高さは、いずれも規定の設計仕様値に則って正確に均等に揃えられる。

本発明の実施形態に係る半導体モジュールでは、絶縁回路基板（１，２，３ａ，３ｂ）上に取り付けられた第１下部ベース部材５ａ及び第２下部ベース部材５ｂのそれぞれの第１穴部５ａ１及び第２穴部５ｂ１に、第１上部スライド支持部材６ａ及び第２上部スライド支持部材６ｂが、まずそれぞれ挿し込まれる。この１段目の摺動構造の中の第１上部スライド支持部材６ａ及び第２上部スライド支持部材６ｂの内側に、第１ピン７ａ及び第２ピン７ｂが更に挿し込まれて２段目の摺動構造が実現される。そのため第１ピン７ａ及び第２ピン７ｂを、第１上部スライド支持部材６ａ及び第２上部スライド支持部材６ｂの下側に向かって押し込むだけで、封止樹脂８の上の第１ピン７ａ及び第２ピン７ｂの突出長さｈを一定の長さに、かつ、容易に調節できる。よってピンの突出長さｈが製品仕様値に沿うように制御された、高品質の半導体モジュールを実現できる。

また第１下部ベース部材５ａは下面が平坦なブロックであるため下側の絶縁回路基板（１，２，３ａ，３ｂ）と安定的に接合され、第１ピン７ａの位置精度が高められている。一方、第１下部ベース部材５ａの上側には筒状の第１上部スライド支持部材６ａが第１穴部５ａ１を介して立てて設けられることにより、第１ピン７ａを支持するための必要な高さが稼がれている。すなわち第１ピン７ａの下部では、安定指示に必要な高さ分の領域が、ブロック状の第１下部ベース部材５ａでのみ担保されるのではなく、第１上部スライド支持部材６ａを組み合わせて担保される。そのため第１下部ベース部材５ａの幅ｗより狭い径Ｒ１の第１上部スライド支持部材６ａを用いることにより、第１下部ベース部材５ａの厚みを抑え、かつ、簡易な形状が採用可能になる。第２下部ベース部材５ｂ、第２上部スライド支持部材６ｂ、第２穴部５ｂ１及び第２ピン７ｂについても左側のそれぞれ対応する部材と同様に組み合わされているため、第１下部ベース部材５ａと同様に、第２下部ベース部材５ｂについても厚みを抑え、かつ、簡易な形状が採用可能になる。そのため製造コストを大きく低減できる。

また筒状の第１上部スライド支持部材６ａを第１穴部５ａ１と組み合わせて用いることにより、第１ピン７ａを単に第１穴部５ａ１にのみ挿入して突出高さｈを調節する場合より、調節範囲を広くできる。第２上部スライド支持部材６ｂについても同様である。

加えて、本発明の実施形態に係る半導体モジュールでは、経験則から、第１下部ベース部材５ａ及び第２下部ベース部材５ｂの幅ｗは、第１上部スライド支持部材６ａ及び第２上部スライド支持部材６ｂの径Ｒ１の３倍以上に制御されている。そのため、第１ピン７ａ及び第２ピン７ｂの位置精度の向上と絶縁回路基板（１，２，３ａ，３ｂ）との接合性との両立が、より効率的に実現されている。更に第１下部ベース部材５ａ及び第２下部ベース部材５ｂの厚みｔについても、３００μｍ以上、１ｍｍ以下に制御されているため、第１ピン７ａ及び第２ピン７ｂの位置精度の向上と製造コストの低減との両立も効率的に実現されている。

また第１下部ベース部材５ａ及び第２下部ベース部材５ｂは、作製時の切断等によって長さの相違が生じているピンに対応できるだけでなく、設計上で長さが異なる複数のピンが同じ絶縁回路基板（１，２，３ａ，３ｂ）上に並べて立てられる場合にも適用可能である。すなわち各種のピンに対して下部ベース部材は共通使用できるため、部品としての汎用性が高く、コスト性に優れている。

またブロック状の第１下部ベース部材５ａ及び第２下部ベース部材５ｂは平坦な下面を介して絶縁回路基板（１，２，３ａ，３ｂ）と接合される。そのため、例えば円筒状の支持部材をリング状の下面を介して絶縁回路基板（１，２，３ａ，３ｂ）上に直接はんだ付けする方法に比べ、絶縁回路基板（１，２，３ａ，３ｂ）との接合面積を大きく確保できる。よって第１下部ベース部材５ａ及び第２下部ベース部材５ｂの接合に用いるはんだ量の制御精度が向上し、接合層４ａ，４ｂとなるはんだ層の厚みを一定に、かつ、容易に形成できる。結果、第１下部ベース部材５ａ及び第２下部ベース部材５ｂの傾き、及び、上側に挿し込まれる第１上部スライド支持部材６ａの傾きが抑制される。そして第１上部スライド支持部材６ａの内側に挿し込まれる第１ピン７ａの傾きも抑制され、第１ピン７ａを鉛直に立てることが可能になる。第２ピン７ｂについても同様である。よって封止樹脂８の上の第１ピン７ａ及び第２ピン７ｂの上端を、平面パターンにおいても正確に位置決めできる。

また本発明の実施形態に係る半導体モジュールでは、第１上部スライド支持部材６ａ及び第２上部スライド支持部材６ｂが円筒状であり、大量生産に適した簡易な構造であるため、コスト性に優れている。

また本発明の実施形態に係る半導体モジュールでは、第１下部ベース部材５ａ及び第２下部ベース部材５ｂの上部に形成された第１穴部５ａ１及び第２穴部５ｂ１はいずれも有底であり、第１下部ベース部材５ａ及び第２下部ベース部材５ｂの下面まで穴が貫通しない。ここで穴部が貫通孔であって、第１下部ベース部材５ａ及び第２下部ベース部材５ｂと絶縁回路基板（１，２，３ａ，３ｂ）とをはんだ接合する場合には、リフロー時のはんだ飛びによってはんだ部材が穴部内へ侵入し、ピンの下部に付着して干渉する懸念がある。しかし本発明の実施形態に係る半導体モジュールでは、第１穴部５ａ１及び第２穴部５ｂ１はいずれも有底であるため、はんだ部材の侵入が確実に防止され、はんだ部材の第１ピン７ａ及び第２ピン７ｂへの干渉を回避できる。

また本発明の実施形態に係る半導体モジュールでは、第１上部スライド支持部材６ａは第１下部ベース部材５ａの第１穴部５ａ１に嵌合するだけであり、第１上部スライド支持部材６ａ及び第１下部ベース部材５ａ間にはんだ層は存在しない。ここで特許文献６の場合のように、回路パターンの上に円筒状の柱状電極が直接はんだ付けされると、はんだ層の厚みムラにより、柱状電極の高さが変化する場合がある。こうした高さの変化を樹脂封止時に補正することは非常に困難であるため、樹脂封止後に得られる製品の品質の劣化が避けられない。

また特許文献７の場合のように、円筒状部材の底部に設けられた突起部が内側に介在するようにはんだ層が形成されると、樹脂封止後、円筒状部材を接合した底面のはんだと周囲の封止樹脂との境界を起点として剥離が発生する場合がある。この剥離が底面から円筒状部材の外側面と封止樹脂との境界に沿って進行し、円筒状部材の上端に到達すると、半導体モジュールの特性が劣化してしまう。しかし本発明の実施形態に係る半導体モジュールでは、第１上部スライド支持部材６ａ及び第１下部ベース部材５ａの接合にはんだ層が用いられないため、はんだ層の厚みムラに起因する第１上部スライド支持部材６ａの高さの変化を回避できる。第２上部スライド支持部材６ｂについても、第１上部スライド支持部材６ａと同様に、はんだ層の厚みムラに起因する高さの変化を回避できる。

また本発明の実施形態に係る半導体モジュールの製造方法では、一体成形時に用いる金型の内面を介して、第１ピン７ａ及び第２ピン７ｂの上端が下側に押し込まれる。そのため人手による労力を生じさせることなく、第１ピン７ａ及び第２ピン７ｂの突出長さが自動的に調節されるので、製造効率を高めることができる。

また本発明の実施形態に係る半導体モジュールの製造方法では、第１ピン７ａ及び第２ピン７ｂにそれぞれ対応する第１凹部１１ａ及び第２凹部１１ｂを有する下型１１が用いられる。このように金型の内壁にピンの押し込み部としての複数の凹部をピンに対応して予め設けておくことにより、一体成形における型合わせを１回行うだけで、絶縁回路基板（１，２，３ａ，３ｂ）に設けられている複数のピンのすべての突出長さを同時に調節できる。

尚、図３〜図５中では、第１ピン７ａ及び第２ピン７ｂの突出長さが、第１凹部１１ａ及び第２凹部１１ｂの深さｄ１と同じ長さに揃えられていたが、複数の凹部の深さをそれぞれ個別に異ならせることもできる。すなわち本発明では、半導体モジュールから延びるピンの突出長さをすべて均一に揃えるだけでなく、凹部の深さを個別に調節することによって、ピンの突出長さをピン毎に任意に制御することができる。

＜第１変形例＞
図６に示すように、本発明の実施形態の第１変形例に係る半導体モジュールでは、第１上部スライド支持部材１６は、筒状の本体の外側面に設けられ、筒の軸方向に直交する方向（図６中の左右方向）に張り出すフランジ１６ａを有する。フランジ１６ａは筒状の本体の上端と下端との間のほぼ中央の高さに設けられ、図６中の左右方向のフランジ１６ａの幅は、第１穴部５ａ１の径Ｒ１の幅より広く、フランジ１６ａの下面は第１下部ベース部材５ａの上面と接触している。フランジ１６ａにより、第１穴部５ａ１の内側における第１上部スライド支持部材１６の下側への摺動は制限されるため、フランジ１６ａはストッパーとして機能する。第１変形例に係る半導体モジュールの他の構成については、図１〜図５を用いて説明した半導体モジュールにおける同名の部材とそれぞれと等価であるため重複説明を省略する。

第１変形例に係る半導体モジュールによれば、フランジ１６ａの下面によって第１下部ベース部材５ａの上面との接触領域が広範囲に確保されるため、第１上部スライド支持部材１６及び第１下部ベース部材５ａ間の一体性を更に向上できる。第１変形例に係る半導体モジュールの他の効果については、図１〜図５を用いて説明した半導体モジュールの場合と同様である。

＜第２変形例＞
図７に示すように、本発明の実施形態の第２変形例に係る半導体モジュールでは、第１下部ベース部材２５の上部には有底の第１穴部２５ａが設けられ、第１穴部２５ａの内側壁には雌ネジ部２５ａ１が螺旋状の溝として形成されている。雌ネジ部２５ａ１は、例えばタップ等により、第１穴部２５ａとなる下穴の内側壁を加工して作製できる。

一方、第１上部スライド支持部材２６は、筒状の本体の外側面に、上側から下側に向かって螺旋状に延びるように設けられた雄ネジ部２６ａを有する。雄ネジ部２６ａは第１下部ベース部材２５の第１穴部２５ａの雌ネジ部２５ａ１と係合し、本発明の「係合部」をなす。雌ネジ部２５ａ１は、例えばダイス等により、第１上部スライド支持部材２６の筒状の本体の外側面を加工して作製できる。第２変形例に係る半導体モジュールの他の構成については、図１〜図５を用いて説明した半導体モジュールにおける同名の部材とそれぞれと等価であるため重複説明を省略する。

第２変形例に係る半導体モジュールによれば、第１下部ベース部材２５の第１穴部２５ａの雌ネジ部２５ａ１と、第１上部スライド支持部材２６の雄ネジ部２６ａとがネジ結合することで、第１下部ベース部材２５及び第１上部スライド支持部材２６間の一体性を更に向上できる。第２変形例に係る半導体モジュールの他の効果については、図１〜図５を用いて説明した半導体モジュールの場合と同様である。

＜第３変形例＞
図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、本発明の実施形態の第３変形例に係る半導体モジュールでは、円筒状の第１上部スライド支持部材３６の下部には、複数のスリット３７ａを有するスリット部３７が設けられている。第１上部スライド支持部材３６のスリット３７ａは、図８（ａ）中で上下方向に沿って延び、図８（ｂ）に示すように、円筒の周方向に沿ってほぼ等間隔で４本、それぞれ等幅で形成されている。そのため、４本のスリット３７ａによって第１上部スライド支持部材３６のスリット部３７は４分割され、図８（ｂ）中には４個の分割領域３６ａ〜３６ｄが例示されている。

図８（ａ）に示すように、４個の分割領域３６ａ〜３６ｄは、スリット３７ａの上端から下端の間で、下端に、向うほど円筒の中心軸に向かうように内側に折り曲げられ、撓められている。それぞれの分割領域３６ａ〜３６ｄの下端は、隣り合う分割領域３６ａ〜３６ｄの端部同士で接触している。そのため図８（ａ）から分かるように、第１上部スライド支持部材３６の円筒は、対向面間に形成される上端の径より下端の径が小さくなるように窄められている。そして第１上部スライド支持部材３６の内側に挿し込まれた第１ピン７ａは、第１上部スライド支持部材３６の内径とほぼ同じ外径を有する。そのため図８（ａ）に示すように、第１ピン７ａの下部は、第１上部スライド支持部材３６の下部の内側において筒が窄められた領域の内側面に接する。

第１ピン７ａが第１上部スライド支持部材３６の内側の下部で、下側に摺動すると、摺動して移動した分、分割領域３６ａ〜３６ｄが更に内側に撓められ、撓められた分割領域３６ａ〜３６ｄからの復元力が第１ピン７ａに加えられることになる。第３変形例に係る半導体モジュールの他の構成については、図１〜図５を用いて説明した半導体モジュールにおける同名の部材とそれぞれと等価であるため重複説明を省略する。

第３変形例に係る半導体モジュールによれば、第１上部スライド支持部材３６の下部で、撓められた分割領域３６ａ〜３６ｄからの復元力を用いて、第１上部スライド支持部材３６と第１ピン７ａとの圧着性を一層向上することができる。第３変形例に係る半導体モジュールの他の効果については、図１〜図５を用いて説明した半導体モジュールの場合と同様である。

＜第４変形例＞
図９に示すように、本発明の実施形態の第４変形例に係る半導体モジュールでは、円筒状の第１上部スライド支持部材４６の側壁には、上下の両端に亘って連続して延伸する１本のスリット４６ａが設けられている。例えば第１上部スライド支持部材４６が樹脂等の一定の復元力を生じる材料で作製される場合、本体となる円筒部材としては、内径が、第１上部スライド支持部材４６の内側に挿し込まれる第１ピンの外径より僅かに小さいものを用意できる。そして円筒の本体の側壁に切込みを入れることでスリット４６ａを形成することにより、第１上部スライド支持部材４６の内側に挿し込まれた第１ピンに対して、密着する第１上部スライド支持部材４６の内側面から復元力を与えることが可能である。

また図５に示したように、半導体モジュールの成形時に溶融した樹脂１５が流し込まれる場合には、第１下部ベース部材との間で、第１上部スライド支持部材４６の内部の下側の隙間の空気を、スリット４６ａを介して外側に移動させる。そして隙間の内側にも樹脂１５を流し込むことが可能になる。第４変形例に係る半導体モジュールの他の構成については、図１〜図５を用いて説明した半導体モジュールにおける同名の部材とそれぞれと等価であるため重複説明を省略する。

第４変形例に係る半導体モジュールによれば、上下方向に延びるスリット４６ａによって第１上部スライド支持部材４６の筒の側壁を部分的に開放し、第１上部スライド支持部材４６全体に弾性力が付与される。そして第１上部スライド支持部材４６の内径が第１ピンの外径より小さく調節されることで、第１上部スライド支持部材４６から第１ピンに与える復元力を大きく生じさせ、第１ピンとの圧着性を向上することができる。また半導体モジュールの成形時には、スリット４６ａを利用することで隙間の空気抜きを促進して樹脂１５を容易に注入でき、結果、封止樹脂と絶縁回路基板との一体性を高めることができる。第４変形例に係る半導体モジュールの他の効果については、図１〜図５を用いて説明した半導体モジュールの場合と同様である。

＜第５変形例＞
図１０に示すように、本発明の実施形態の第５変形例に係る半導体モジュールでは、円筒状の第１上部スライド支持部材５６の外側面に、上端及び下端間で螺旋状に延伸する溝５６ａが設けられている。この溝５６ａにより、第１上部スライド支持部材５６が第１下部ベース部材５ａの第１穴部５ａ１に挿し込まれた際、第１穴部５ａ１の内壁面と溝５６ａの窪んだ表面との間に螺旋状の空隙が形成される。尚、図１０中では説明のため、切り欠いて示された下部を除く上側の第１上部スライド支持部材５６の領域については、正面から見た状態が組み合わせられて示されている。

螺旋状の空隙は、第１穴部５ａ１の底部の隙間と第１下部ベース部材５ａの外部とを連通する空気の通り道として機能する。半導体モジュールの成形時には、第１上部スライド支持部材５６の下側の隙間９ａの空気を、螺旋状の空隙を介して外側に移動させる。そして隙間９ａの内側にも溶融した樹脂１５を流し込むことが可能になる。第５変形例に係る半導体モジュールの他の構成については、図１〜図５を用いて説明した半導体モジュールにおける同名の部材とそれぞれと等価であるため重複説明を省略する。

第５変形例に係る半導体モジュールによれば、螺旋状の空隙を利用することで隙間９ａの空気抜きを促進して樹脂１５を容易に注入でき、第４変形例の場合と同様に、封止樹脂と絶縁回路基板との一体性を高めることができる。第５変形例に係る半導体モジュールの他の効果については、図１〜図５を用いて説明した半導体モジュールの場合と同様である。

＜第６変形例＞
図１１に示すように、本発明の実施形態の第６変形例に係る半導体モジュールでは、第１上部スライド支持部材６６の外形は円筒状でなく六角柱状であり、内側に第１ピン７ａが挿し込まれる円柱状の内部空間が形成された筒状をなしている。第１上部スライド支持部材６６は、底面の六角形の角部からそれぞれ立ち上がって６枚の外側面の境界線をなす６本の辺の部分が、第１下部ベース部材５ａの第１穴部５ａ１の内壁面に接して設けられている。第６変形例に係る半導体モジュールの他の構成については、図１〜図５を用いて説明した半導体モジュールにおける同名の部材とそれぞれと等価であるため重複説明を省略する。

第６変形例に係る半導体モジュールのように、本発明に係る半導体モジュールでは、第１上部スライド支持部材６６の外形は、多角柱状の筒であってよい。多角柱としては六角柱に限定されず、三角柱、四角柱、八角柱等、適宜選択できる。すなわち上部スライド支持部材が、下部ベース部材の穴部の内側壁に外側面の少なくとも一部が接した状態で挿入されればよい。また第１上部スライド支持部材６６の外径に対応して、第１上部スライド支持部材６６が挿し込まれる第１穴部の内部空間の形状も適宜変更できる。図１１中では第１穴部５ａ１の内部空間は円柱状であるが、これに限定されず、六角柱状の第１上部スライド支持部材６６に対応して、六角柱状の内部空間が形成されてもよいし、他の多角柱の形状が選択されてもよい。

第６変形例に係る半導体モジュールによれば、第１上部スライド支持部材６６及び第１穴部の外形として多種類のバリエーションが選択可能であることにより、設計上の自由度を高めることができる。第６変形例に係る半導体モジュールの他の効果については、図１〜図５を用いて説明した半導体モジュールの場合と同様である。

＜第７変形例＞
図１２に示すように、本発明の実施形態の第７変形例に係る半導体モジュールでは、第１上部スライド支持部材７６の外形は、直円筒状でなく朝顔型である。第１下部ベース部材５ａの第１穴部５ａ１に挿し込まれる第１上部スライド支持部材７６の下部７６ａの形状は四角柱状である。一方、第１上部スライド支持部材７６の下部から連なる上部７６ｂの形状は、第１穴部５ａ１の開口部の位置から第１ピン７ａの上端に向かうに従って第１ピン７ａの径方向外側に拡がるように膨らんでいる。すなわち第１上部スライド支持部材７６の内側では下端の径方向で対向する内壁間の幅よりも、上端の径方向で対向する内壁間の幅の方が広い。

朝顔型の第１上部スライド支持部材７６の作製方法としては、例えばまず一枚の平坦な銅板等と、四角柱状の先端を有する打ち抜き刃とを用意する。そして銅板の打ち抜き予定領域の周囲から更に外側に一定距離離間した領域は抑えずに、打ち抜き刃で打ち抜き予定領域を勢いよく打ち抜くことで、銅板を朝顔型に変形させた第１上部スライド支持部材７６を作製可能である。

ここで朝顔型の第１上部スライド支持部材７６の上端側から第１ピン７ａが挿し込まれる際に、平面パターンで第１ピン７ａの位置が、第１上部スライド支持部材７６の下部７６ａの円柱状の内部空間の位置とずれた場合を検討する。第１上部スライド支持部材７６の上部７６ｂが膨らんでいるため、第１ピン７ａの位置がずれても、第１ピン７ａの下端は第１上部スライド支持部材７６の上部７６ｂの内壁面に接する。そして第１ピン７ａが下側に押し込まれる際には、上側から下側に向かって窄む形状を有する上部７６ｂによって、第１ピン７ａは第１上部スライド支持部材７６の下部７６ａに向かうようにガイドされる。第７変形例に係る半導体モジュールの他の構成については、図１〜図５を用いて説明した半導体モジュールにおける同名の部材とそれぞれと等価であるため重複説明を省略する。

第７変形例に係る半導体モジュールによれば、朝顔型の第１上部スライド支持部材７６によって第１ピン７ａの挿入がガイドされるため、平面パターンでの位置ズレ等に起因した不具合の発生を抑制できる。また第１上部スライド支持部材７６は打ち抜き加工等により容易に作製可能であるため、コスト性にも優れる。第７変形例に係る半導体モジュールの他の効果については、図１〜図５を用いて説明した半導体モジュールの場合と同様である。

＜第８変形例＞
図１３に示すように、本発明の実施形態の第８変形例に係る半導体モジュールでは、絶縁回路基板（１，２，３ｂ，３ｃ，３ｄ）の上に、第２表面導電層３ｂと共に、第３表面導電層３ｃ及び第４表面導電層３ｄが設けられている。第３表面導電層３ｃの上には、接合層４ｃを介して第１半導体チップ８１ａが搭載されている。第１半導体チップ８１ａの上面にはボンディングワイヤー等の第１配線８２ａの一端が接合され、第１配線８２ａの他端は第２下部ベース部材５ｂの上面に接合されている。

また第２下部ベース部材５ｂの上面上で接合された第１配線８２ａの他端の右側には、接合層４ｄを介して第２配線８２ｂの一端が接合されている。第２配線８２ｂの他端は、第４表面導電層３ｄの上に接合層４ｅを介して接合されている。また第２下部ベース部材５ｂの上面上で接合層４ｄの右側には、接合層４ｆを介して第２半導体チップ８１ｂが搭載されている。

第８変形例に係る半導体モジュールのように、本発明では１個の第２下部ベース部材５ｂの上に、第２上部スライド支持部材６ｂを介して搭載された第２ピン７ｂだけでなく、第２配線８２ｂの接合や第１半導体チップ８１ａの搭載等を併せて行うことができる。第８変形例に係る半導体モジュールの他の構成については、図１〜図５を用いて説明した半導体モジュールにおける同名の部材とそれぞれと等価であるため重複説明を省略する。

第８変形例に係る半導体モジュールによれば、１個の第２下部ベース部材５ｂの上に第２ピン７ｂ以外の素子を各種搭載可能であることにより、半導体モジュールの設計上の自由度を高めることができる。第８変形例に係る半導体モジュールの他の効果については、図１〜図５を用いて説明した半導体モジュールの場合と同様である。

＜第９変形例＞
図１４（ａ１）、図１４（ｂ１）、図１４（ｃ１）、図１４（ｄ１）、図１４（ｅ１）、図１４（ａ２）、図１４（ｂ２）、図１４（ｃ２）、図１４（ｄ２）、図１４（ｅ２）に示すように、本発明の実施形態の第９変形例に係る半導体モジュールでは、第１上部スライド支持部材９６は、図１に示した第１ピン７ａが挿入される筒状の上部９６ａ１，９６ｂ１，９６ｃ１，９６ｄ１，９６ｅ１と、上部９６ａ１，９６ｂ１，９６ｃ１，９６ｄ１，９６ｅ１の下面から延在し、図１に示した第１下部ベース部材５ａの第１穴部５ａ１に挿入される下部９６ａ２，９６ｂ２，９６ｃ２，９６ｄ２，９６ｅ２とを有している。

第１上部スライド支持部材９６の上部９６ａ１，９６ｂ１，９６ｃ１，９６ｄ１，９６ｅ１の内壁間の幅は、下部９６ａ２，９６ｂ２，９６ｃ２，９６ｄ２，９６ｅ２の外形の幅よりも広く形成されている。下部９６ａ２，９６ｂ２，９６ｃ２，９６ｄ２，９６ｅ２の外形の幅としては、例えば、下部９６ａ２，９６ｂ２，９６ｃ２，９６ｄ２，９６ｅ２の外形の各頂点等に外接する外接円の直径を採用できる。第１上部スライド支持部材９６の下部９６ａ２，９６ｂ２，９６ｃ２，９６ｄ２，９６ｅ２は、例えば、図１に示した第１下部ベース部材５ａの第１穴部５ａ１に挿入して保持され、電気的及び機械的に接続される。下部９６ａ２，９６ｂ２，９６ｃ２，９６ｄ２，９６ｅ２の外形としては、例えば下部９６ａ２のような円柱形状、下部９６ｂ２のような横方向の断面が十字型の柱形状、下部９６ｃ２のような下部の中心軸から外側へ放射状に突出した部分を有する形状、下部９６ｄ２のような断面が楕円の柱形状、及び下部９６ｅ２のような多角柱形状等が採用できる。また、図示しないが、下部９６ａ２，９６ｂ２，９６ｃ２，９６ｄ２，９６ｅ２の下端の外形としては、上端側の径より下端側の径が小さい先細りのテーパー形状等も採用できる。

また、下部９６ａ２，９６ｂ２，９６ｃ２，９６ｄ２，９６ｅ２の下方向への長さは、下部９６ａ２，９６ｂ２，９６ｃ２，９６ｄ２，９６ｅ２の幅より長くしてもよい。第１上部スライド支持部材９６の下部９６ａ２，９６ｂ２，９６ｃ２，９６ｄ２，９６ｅ２は、上部９６ａ１，９６ｂ１，９６ｃ１，９６ｄ１，９６ｅ１と同じ外形である下部９６ａ２，９６ｂ２，９６ｃ２，９６ｄ２，９６ｅ２にプレス加工等を施して成形してもよい。第９変形例に係る半導体モジュールの他の構成については、図１〜図５を用いて説明した半導体モジュールにおける同名の部材とそれぞれと等価であるため重複説明を省略する。

第９変形例に係る半導体モジュールによれば、第１下部ベース部材５ａの第１穴部５ａ１の径を変えずに、第１穴部５ａ１の径より太い第１ピン７ａを第１上部スライド支持部材９６の上部９６ａ１，９６ｂ１，９６ｃ１，９６ｄ１，９６ｅ１で保持できる。これによって、半導体モジュールの第１ピン７ａを大電流化できる。また、第１上部スライド支持部材９６の下部９６ａ２，９６ｂ２，９６ｃ２，９６ｄ２，９６ｅ２を凹凸形状や、下部９６ａ２，９６ｂ２，９６ｃ２，９６ｄ２，９６ｅ２の下端を先細りのテーパー形状等にすることで、下部９６ａ２，９６ｂ２，９６ｃ２，９６ｄ２，９６ｅ２を第１穴部５ａ１へ圧入し易くできる。第９変形例に係る半導体モジュールの他の効果については、図１〜図５を用いて説明した半導体モジュールの場合と同様である。

＜その他の実施形態＞
本発明は上記の開示した実施形態によって説明したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。本開示から当業者には様々な代替の実施形態、実施例及び運用技術が明らかになると考えられるべきである。

例えば、図１に示したように本発明の実施形態では、第１下部ベース部材５ａ及び第２下部ベース部材５ｂは、下地の回路パターンをなす第１表面導電層３ａ及び第２表面導電層３ｂとほぼ同じ幅ｗを有していた。しかし第１下部ベース部材５ａ及び第２下部ベース部材５ｂの幅ｗは、第１表面導電層３ａ及び第２表面導電層３ｂと同じ幅に限定されない。第１下部ベース部材５ａ及び第２下部ベース部材５ｂの平面パターンは、第１表面導電層３ａ及び第２表面導電層３ｂの回路パターンの全体に応じた形状であってもよいし、或いは回路パターンの一部の領域の形状に応じた形状であってもよい。

また第１下部ベース部材５ａは絶縁回路基板（１，２，３ａ，３ｂ）の第１表面導電層３ａの回路パターン上に、第２下部ベース部材５ｂは、第２表面導電層３ｂの回路パターン上にそれぞれ接合されていた。しかし第１下部ベース部材５ａ及び第２下部ベース部材５ｂは、下地に回路パターンがない部分の絶縁板１上に接合され、この接合部分とは異なる位置に形成されている回路パターンと、ワイヤー等により別途、電気的に接続することもできる。

また本発明の実施形態では、接合層４ａ，４ｂがはんだ付けにより形成される場合を例示したが、これに限定されず、加熱圧着法、超音波接合法、レーザー溶接法、金属微粒子焼結法等の他の方法によっても接合層を形成できる。また図１に示したように、本発明の実施形態では第１上部スライド支持部材６ａ及び第２上部スライド支持部材６ｂの長さは、第１穴部５ａ１及び第２穴部５ｂ１の深さより深かったが、ほぼ同じ長さであってもよいし、或いは短くてもよい。

また図１〜図１４に示した実施形態及び各変形例に係る半導体モジュールに含まれる構成を部分的に組み合わせてもよい。以上のとおり本発明は、上記に記載していない様々な実施形態等を含むとともに、本発明の技術的範囲は、上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。

１ 絶縁板
２ 裏面導電層
３ａ 第１表面導電層
３ｂ 第２表面導電層
３ｃ 第３表面導電層
３ｄ 第４表面導電層
４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅ、４ｆ 接合層
５ａ 第１下部ベース部材
５ａ１ 第１穴部
５ｂ 第２下部ベース部材
５ｂ１ 第２穴部
６ａ 第１上部スライド支持部材
６ｂ 第２上部スライド支持部材
７ａ 第１ピン
７ｂ 第２ピン
８ 封止樹脂
９ａ，９ｂ 隙間
１１ 下型
１１ａ 第１凹部
１１ｂ 第２凹部
１２ 上型
１３，１４ 接続部
１５ 樹脂
１６ 第１上部スライド支持部材
１６ａ フランジ
２５ 第１下部ベース部材
２５ａ 第１穴部
２５ａ１ 雌ネジ部
２６ 第１上部スライド支持部材
２６ａ 雄ネジ部
３６ 第１上部スライド支持部材
３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄ 分割領域
３７ スリット部
３７ａ スリット
４６ 第１上部スライド支持部材
４６ａ スリット
５６ 第１上部スライド支持部材
５６ａ 溝
６６ 第１上部スライド支持部材
７６ 第１上部スライド支持部材
７６ａ 下部
７６ｂ 上部
８１ａ 第１半導体チップ
８１ｂ 第２半導体チップ
８２ａ 第１配線
８２ｂ 第２配線
９６ａ 第１上部スライド支持部材
９６ａ１ 上部
９６ａ２ 下部
９６ｂ 第１上部スライド支持部材
９６ｂ１ 上部
９６ｂ２ 下部
９６ｃ 第１上部スライド支持部材
９６ｃ１ 上部
９６ｃ２ 下部
９６ｄ 第１上部スライド支持部材
９６ｄ１ 上部
９６ｄ２ 下部
９６ｅ 第１上部スライド支持部材
９６ｅ１ 上部
９６ｅ２ 下部
ｄ_ａ 第１ピンの長さ
ｄ_ｂ 第２ピンの長さ
ｄ０ ピンの挿入深さ
ｄ１ 凹部の深さ
ｄ２ 上型及び下型間の距離
ｈ ピンの突出高さ
ｔ 下部ベース部材の厚み
ｗ 下部ベース部材の幅
Ｒ１ 穴部の径
Ｒ２ ピンの径

Claims (16)

1. 絶縁回路基板と、
   平坦な下面を有し、前記絶縁回路基板の上に前記下面を接合して設けられ、上面に開口した有底の穴部を上部に有するブロック状の下部ベース部材と、
   前記穴部の内側壁に、外側面の少なくとも一部が接した状態で前記穴部に挿入された筒状の上部スライド支持部材と、
   前記上部スライド支持部材の筒の内側に接して挿入されたピンと、
   前記ピンの前記上部スライド支持部材とは反対側の上部を除いて、内部に前記ピンを封止すると共に、前記絶縁回路基板、前記下部ベース部材及び前記上部スライド支持部材を封止する封止樹脂と、
   を備えることを特徴とする半導体モジュール。
2. 前記上部スライド支持部材は円筒状であ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。
3. 前記上部スライド支持部材は、上端と下端との間に前記穴部より幅が広いフランジを有す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。
4. 前記上部スライド支持部材は、外側面に前記穴部の内側壁と係合する係合部を有す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。
5. 前記上部スライド支持部材は、スリットが設けられたスリット部を有し、前記ピンが前記スリット部の内側面に接し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。
6. 前記スリットは、前記上部スライド支持部材の両端に亘って連続して延伸してい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。
7. 前記上部スライド支持部材は、外側面に螺旋の溝を有す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。
8. 前記上部スライド支持部材は、外形が多角柱状の筒であ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。
9. 前記上部スライド支持部材は、前記下部ベース部材側の下端で対向する内壁間の幅よりも、前記下部ベース部材と反対側の上端で対向する内壁間の幅が広いことを特徴とする請求項１に記載の半導体モジュール。
10. 前記上部スライド支持部材は、前記ピンが挿入される筒状の上部と、当該上部の下面から延在し前記下部ベース部材の前記穴部に挿入される下部と、を有し、当該上部の筒の内壁間の幅が、前記下部の外形の幅よりも広いことを特徴とする請求項１に記載の半導体モジュール。
11. 前記上部スライド支持部材の前記下部は、外形が円柱形状、横方向の断面が十字型の柱形状、下部の中心軸から外側へ放射状に突出した部分を有する形状、断面が楕円の柱形状又は多角柱形状であることを特徴とする請求項１０に記載の半導体モジュール。
12. 前記上部スライド支持部材は、前記下部の幅よりも、前記下部の下方向の長さが長いことを特徴とする請求項１０又は１１に記載の半導体モジュール。
13. 前記下部ベース部材の厚みは、３００μｍ以上、１ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１から１２のいずれか一項に記載の半導体モジュール。
14. 前記下部ベース部材の、前記上部スライド支持部材の外径に沿って測った幅は、前記上部スライド支持部材の外径の３倍以上であることを特徴とする請求項１から１３のいずれか一項に記載の半導体モジュール。
15. 絶縁回路基板の上に、平坦な下面を有し、上面に開口した有底の穴部を上部に有するブロック状の下部ベース部材を、前記下面を介して接合する第１の工程と、
    筒状の上部スライド支持部材を前記穴部の内側壁に外側面が接した状態で前記穴部に挿し込む第２の工程と、
    前記上部スライド支持部材の筒の内側にピンを、前記ピンの下端と前記穴部の底との間に隙間を形成した状態で摺動自在に嵌合する第３の工程と、
    前記ピンの下端が前記隙間の内側で穴部の底に向かって移動するように、前記ピンの前記上部スライド支持部材とは反対側の上端を前記上部スライド支持部材側に押し込むことにより前記ピンを前記上部スライド支持部材の内側で摺動させて予め設定された挿入深さに調節する第４の工程と、
    前記ピンの前記上部スライド支持部材とは反対側の上部を除いて前記ピンを封止すると共に、前記絶縁回路基板、前記下部ベース部材及び前記上部スライド支持部材を封止樹脂で封止する第５の工程と、
    を含むことを特徴とする半導体モジュールの製造方法。
16. 前記第１の工程、前記第２の工程及び前記第３の工程後の前記第４の工程では、前記ピンの前記上部スライド支持部材とは反対側の上端と当接する第１の金型と、前記絶縁回路基板の下面と当接する第２の金型とを用いて、前記第１の金型と前記第２の金型とを近づけることで前記ピンを前記上部スライド支持部材の内側で摺動させて予め設定された挿入深さに調節し、
    前記第４の工程後の前記第５の工程では、前記第１の金型と前記第２の金型で形成された内部空間内に前記封止樹脂を注入することを特徴とする請求項１５に記載の半導体モジュールの製造方法。

Images